Грязелечебница имени Семашко больше похожа на античный храм. Красивейшее здание, занимающее половину квартала в центре Ессентуков, построено в 1915 году. Здание построено из местных камней, архитектурные элементы выполнены из кисловодского доломита. Вход в грязелечебницу украшают два грозных льва, прижавшие лапами ядовитых змей. Эти скульптуры символизируют победу человека над болезнями. Сам вход выполнен в форме классического портала с колоннами. На стенах здания размещены барельефы, демонстрирующие сюжеты на медицинскую тематику, а простенки между окнами украшают скульптуры атлантов, которые держат на плечах тяжелые плиты перекрытия. Внутри сохранилась аутентичная напольная плитка, мебель из черного дуба и оконные стекла из толстого хрусталя.
Первоначально она была названа в честь цесаревича Алексея – Алексеевской. Здание Грязелечебницы построено из естественного камня доломитовых пород по типу древнеримских «терм» каракалы, сочетавшие в себе функции, как банных заведений, так и общественно значимых.
Целебную грязь для процедур привозят с озера Тамбукан в 30 км от Ессентуков. В лечебнице она находится в специальном хранилище глубиной 3 м, где круглый год поддерживают положительную температуру. Это позволяет сохранить целебные свойства грязи.
Неоценимую услугу сыграла Грязелечебница Ессентукского курорта в период Великой Отечественной Войны (1941-1945 г.г.). Здесь был организован санитарный пропускник для всех поступающих раненых. В Грязелечебнице проводилось лечение травм грязью в комплексе с механотерапией. В период оккупации Грязелечебница использовалась как баня первого класса. Когда фашисты готовились к уничтожению многих зданий в Ессентуках, разрушению должна была подвергнуться и Грязелечебница, но стремительное наступление советских войск сорвало эти варварские планы. Вскоре после окончания Великой Отечественной Войны Грязелечебница вновь начала функционировать как лечебное учреждение.
Интересный факт, что на фоне Грязелечебницы снималась сцена комедии Гайдая «12 стульев». Киса Воробьянинов просит милостыню и произносит крылатую фразу «Же не манж па сис жур», стоя около львов, украшающих въезд к зданию.