Внешний вид здания характеризуется особой выдержанностью стиля и строгостью композиции. В центральной части выделены парные колонны и фронтон с гербом Строганова.

В 1790 году дворец неоднократно реконструировался по проекту Андрея Воронихина. На этот раз были созданы новые корпуса в стиле классицизма. Здание обзавелось собственной библиотекой, «Минеральным» и «Картинным» кабинетами. Именно здесь находилась самая настоящая алхимическая лаборатория — «Физический» кабинет.

Особое внимание заслуживает картинная галерея, где собрана огромная коллекция произведений таких известных художников как Боттичелли, Беше, Бронзино, Рембрандта и других.