A relação entre música, acústica e arquitetura pode ser observada ao longo da história. No período Barroco, compositores como Bach, Händel, Corelli e Vivaldi escreviam suas peças para serem tocadas em pequenos salões de palácios. Já no período Clássico, Haydn, Mozart e Beethoven apresentavam suas obras em salas mais parecidas com as que conhecemos hoje, ainda que muito menores do que as criadas no fim do século XVIII até meados do século XIX, com a popularização dos concertos. Peças de cada tempo histórico têm, portanto, necessidades de reverberação sonora diferentes.

O projeto acústico da Sala São Paulo foi desenhado pela Artec Consultants, consultoria acústica norte-americana, considerando a diversidade de programas que o espaço abarcaria — em 2013, a Artec seria incorporada pela multinacional Arup.

Nossa qualidade de som, reconhecida mundialmente, só é possível graças a uma variedade de elementos. A disposição dos balcões e seus desenhos frontais, o posicionamento do palco, a inexistência de carpetes ou cortinas, a espessura da madeira do palco, o desenho das poltronas, as paredes pesadas e, claro, o forro móvel que se tornou nossa marca registrada. Além da Artec, trabalharam no projeto o consultor acústico José Augusto Nepomuceno e o arquiteto Nelson Dupré, responsável pelo projeto de restauro. Destacam-se também as contribuições do arquiteto Ismael Solé, do engenheiro de som e maestro Christopher Blair e do engenheiro Bernard Baudouin, da Akustiks.

O “teto que se mexe” é, de fato, um trunfo para uma sala de concertos, já que possibilita a melhor adequação para cada peça. O forro é composto por quinze painéis, com espaçamento estrategicamente definido. A flexibilidade sonora é alcançada com o deslocamento das placas, que faz com que o volume da Sala se altere, além de possibilitar a criação de um "espaço acústico acoplado", que garante algumas nuances na resposta acústica. A potência e as características de reverberação deste espaço acoplado podem ser sintonizadas por meio de bandeiras acústicas de veludo, que são acionadas ou recolhidas a partir de mecanismos situados no piso técnico. Tais bandeiras, por estarem acima do forro móvel, não são vistas pelo público, mas sua presença é certamente ouvida.

Quando a Sala se adapta para receber um recital, por exemplo, a clareza do som se torna mais importante que a reverberação. Nessas situações, o forro é colocado em uma altura baixa, com os painéis ajustados no mesmo nível. Já para peças do período Romântico, é necessário mais tempo de reverberação, o que faz com que os painéis se elevem.

Outras particularidades arquitetônicas são igualmente importantes para a acústica com presença tonal, envolvimento e brilho, qualidades desejadas no projeto. Por esses motivos, não foram utilizados cortinas e tapetes. O tipo das poltronas, as paredes, o revestimento, as frentes dos balcões, o piso de madeira... Todos esses elementos têm baixa absorção acústica comparados com a presença de pessoas, o que altera o volume de ar dentro do espaço e, portanto, o som. As pequenas irregularidades do patrimônio histórico, como figuras moldadas e recortes de paredes, foram explorados para garantir excelente difusão. Arquitetura e acústica se fundiram em um só corpo, que é a própria Sala São Paulo.