Osmanlı kent yaşamında hamamlar yalnızca temizlik amaçlı yapılar değil; aynı zamanda toplumsal buluşmaların, dinlenmenin ve şifa arayışının mekânlarıydı. Suya ve temizliğe atfedilen değer, dönemin mimari estetiğiyle birleşerek kent dokusuna zarif yapılar kazandırmıştır. Bu yapılar genellikle cami, medrese, han gibi külliye bütünlükleri içinde ya da kentin işlek akslarında konumlandırılmıştır.
Kıllıoğlu Hacı İbrahim Vakfı Hamamı, İzmir'in tarihî ticaret güzergâhlarından biri olan Anafartalar Caddesi üzerinde yer almasıyla dikkat çeker. Bu konum, yapının geçmişte hem mahalli bir ihtiyaç merkezi hem de kentsel bir durak noktası olarak işlev gördüğünü göstermektedir.
İnşa kitabesi bulunmayan yapının kesin yapım tarihi bilinmemekle birlikte, Kıllıoğlu lakabıyla tanınan el-Hac İbrahim bin Mahmud tarafından yaptırıldığı bilinmektedir. Hamam, klasik Osmanlı hamam mimarisinin Konak bölgesinde günümüze ulaşabilmiş nadir örneklerinden biridir.
Yapı, geleneksel Osmanlı hamamlarında olduğu gibi soyunmalık, ılıklık, sıcaklık, külhan ve odunluk bölümlerinden oluşmaktadır. Günümüze yalnızca sıcaklık bölümü sağlam olarak ulaşabilmiştir. Kare planlı bu mekân, sivri kemerli tromp geçişlerle taşınan bir kubbe ile örtülüdür. Kubbenin merkezindeki yıldız formlu aydınlatma açıklığı ve etrafındaki altıgen ışıklıklar, yapıya estetik bir nitelik kazandırmaktadır.
Hamam, moloz taş ve tuğla kullanılarak inşa edilmiştir. Kuzey-güney doğrultusunda uzanan dikdörtgen planı, Osmanlı dönemi halk hamamlarının karakteristik özelliklerini yansıtmaktadır. Ilıklık bölümünün yan yana dizili üç beşik tonoz ile örtülü olduğu, bu tonozların sivri kemerlerle birbirine bağlandığı bilinmektedir. Halvet (özel yıkanma hücreleri) bulunmayan yapı, bu yönüyle orta ölçekli kent hamamları arasında yer almaktadır.
1965 yılına kadar özgün işleviyle kullanılan yapı, bu tarihten sonra uzun yıllar boyunca kömür deposu ve manav gibi farklı işlevlerle değerlendirilmiş, bu süreçte büyük ölçüde tahrip olmuştur. Günümüze yalnızca sıcaklık bölümü ayakta kalabilmiştir.
Yapının mülkiyeti T.C. Vakıflar Genel Müdürlüğü'ne aittir. 27 Temmuz 2006 tarihinde tescillenerek koruma altına alınmıştır. T.C. Konak Belediyesi ile T.C. Vakıflar Genel Müdürlüğü arasında imzalanan protokol kapsamında yapı, restorasyon karşılığında 29 yıllığına kiralanmıştır.
Yapının korunması ve yeniden işlevlendirilmesi amacıyla başlatılan çalışmalar kapsamında, 2018 yılında İzmir Müze Müdürlüğü denetiminde arkeolojik kazılar gerçekleştirilmiş; elde edilen veriler doğrultusunda hazırlanan rölöve, restitüsyon ve restorasyon projeleri, 2020 yılında uygulamaya geçirilmiştir.
Restorasyon çalışmaları sırasında, yapıya ait kaybolmuş bölümlerin izleri tespit edilmiş ve müdahaleler özgün dokuya sadık kalınarak yapılmıştır. Yapının özgün plan şeması, ısıtma ve su sistemi gibi Osmanlı hamam mimarisine özgü teknik özellikleri günümüzde de gözlemlenebilir durumdadır.
Kıllıoğlu Hacı İbrahim Vakfı Hamamı, yalnızca bir kültürel etkinlik mekânı değil; aynı zamanda kendi tarihini anlatan bir sergi öğesi olarak da yeniden işlevlendirilmiştir. T.C. Konak Belediyesi tarafından, özgün mimari özellikleri korunarak restore edilen yapı, bugün kültürel etkinlikler için kullanılan yaşayan bir kültür mekânına dönüştürülmüştür.