東海館のもう一つの醍醐味が、創業当時の面影を残す浴室での東海館日帰り入浴です。文化財建築の内部で実際に温泉へ浸かることができる施設は全国的にも極めて珍しく、温泉通の間で高い人気を誇ります。
浴室は「大浴場」と「小浴場」の2種類が存在し、時間帯による男女入替制で運用されています。特に大浴場の湯口には、彫刻家・稲垣実氏が手掛けた巨大な木彫りの獅子頭が鎮座しており、その口から滾々と伊東の名湯が注ぎ出されます。浴室内の壁面を彩るレトロなタイル画や、伊豆石を用いた浴槽の質感は、昭和初期の湯治文化の贅沢さを雄弁に物語っています。
利用にあたって最も注意すべき点は、入浴の営業日が「土曜日・日曜日・祝日のみ」に限定されている点です。平日は館内見学のみとなり入浴はできません。入浴料金は大人500円（入館料込み）、小人300円と極めて良心的な設定となっています。フェイスタオル等のアメニティ類は有料販売があるものの、持参しておくとよりスムーズです。
