Das Gründungsdatum des Uhlbacher Rathauses ist nicht eindeutig festzulegen: Einerseits gibt es einen an der Schauseite befindlichen Inschriftstein mit der Jahreszahl 1601, andererseits ist in späteren archivalischen Quellen das Jahr 1612 angegeben.

Das Rathaus liegt zentral im Ort in unmittelbarer Nähe zur ehemaligen Kelter, die heute als Weinbaumuseum überregionale Bedeutung hat. Das unterkellerte Gebäude besteht im Erdgeschoss aus Mauerwerk mit vorgelagerter „Halle“. Das erste Obergeschoss und der dreigeschossige Dachraum sind in Fachwerk ausgeführt, wobei das Fachwerk zum Uhlbacher Platz hin als sogenanntes Sichtfachwerk besonders gestaltet ist.

Bei genauerem Hinschauen erkennt man auf einigen der kräftigeren Balkenständer der Dachgeschosse Zierelemente: Beispielsweise ist auf dem linken Balken im ersten Dachgeschoss ein Zopfmuster erkennbar, das von einem fächerförmigen Gebilde bekrönt ist; auf dem vierten Balken von links befindet sich ein Flechtwerk, das bis auf Fensterhöhe reicht. Beachtenswert ist auch das wohl von der Umbaumaßnahme 1928 stammende Stellbrett am Ortgang, das fein gearbeitete Sägearbeiten aufweist: Ganz oben am First ein Kreuz, darunter links und rechts Weinlaub mit Traube.

Die räumliche Aufteilung war in älterer Zeit folgende: Im Keller, der von der Seite der Kleinen Gasse aus zugänglich ist, wurde der Wein gelagert, der aus den gemeindeeigenen Weinbergen gewonnen wurde. Dieser Wein wurde ausgeschenkt anlässlich der Begrüßung höher gestellter Personen wie dem Vogt, später Oberamtmann oder Amtmann, dem Aufzug eines neuen Pfarrers oder bei Bewirtung der Fronarbeiter, die unterschiedliche Einsätze zugunsten der Gemeinde zu leisten hatten.

Im Erdgeschoss befanden sich ursprünglich im hinteren Teil das gemeindeeigene Brennholzlager, eine Gefängniszelle und zeitweilig auch der Stall des gemeindeeigenen Farren. Nach dem Umbau des Jahres 1928 befand sich hier die Gemeindepflege, d. h. die Kämmerei, die später als Polizeiposten diente, und die Gefängniszelle.

Im 1. Obergeschoss hatte bis zum Umbau durch die Architekten Maas & Horlacher aus Obertürkheim 1928 der Schultheiß, also der Bürgermeister sein Amtszimmer auf der östlichen Seite in Richtung zur Kelter. Im Anschluss daran befand sich Richtung Westen der Sitzungssaal, in dem der Gemeinderat, das sogenannte „Gericht“ tagte oder wohin seit dem 19. Jahrhundert auch Bürgerversammlungen einberufen wurden.  Im hinteren Bereich befanden sich ein Abtritt, ein Dienstzimmer für den Gemeindediener sowie eines für einen Gehilfen und eines für einen Geometer.

Das Dachgeschoss stand insgesamt als Lagerraum zur Verfügung, wobei bereits im 19. Jh. ein Raum als Registratur für die Akten der Gemeindeverwaltung eingerichtet wurde.

Nach dem Zweiten Weltkrieg war das Rathaus angesichts des akuten Wohnungsmangels vermietet und diente dann ab Mitte der 1960er Jahre mit seinen größeren Räumen als Schulhaus.

Das Rathaus war bis zum 01. April 1937, als Uhlbach nach Stuttgart eingemeindet wurde, das örtliche Verwaltungszentrum und unterstand dem Oberamt Cannstatt und nach dessen Auflösung 1923 bis zur Eingemeindung dem Oberamt Esslingen.

Mit Gründung des Vereins „Kulturforum Uhlbacher Rathaus“ am 10. November 1999 wurde zielstrebig an einer geeigneten Nutzung des denkmalgeschützten Gebäudes gearbeitet. Mit finanzieller sowie ideeller Unterstützung seitens der Stadt Stuttgart konnte am 09. Mai 2003 das Gebäude seiner neuen Funktion übergeben werden. Heute wird im Uhlbacher Rathaus ein vielfältiges kulturelles Programm geboten, bestehend aus Fachvorträgen, musikalischen Events, Ausstellungen, Kabarett und anderem. Ebenso ist es ist ein beliebter Ort für Hochzeits-, Geburtstags- und sonstige Feiern.