Строгое изящество, симметричность и гармоничность архитектурных форм тонко воплощены в великолепном здании. Великолепный облик дворца дополняет живописная местность, раскинувшаяся вокруг имения. Дворец расположен на возвышенности, над бухтой, в конце бульварного полукольца. От улицы усадьба отодвинута вглубь, что является очень характерным для дворянских имений. Кроме того дворец окружен чугунной решеткой с изысканным рисунком.
Стены дворцового комплекса окрашены в яркий оттенок. На его фоне белые узорные детали и лепнина выглядят еще более выразительно. Главный корпус дворца состоит из двух этажей, а по бокам через округлые галереи к нему примыкают симметричные флигели. Такое построение позволило получить парадный двор полукруглой формы, украшенный крытой шестиколонной галереей.
С момента проживания семьи Потоцких-Нарышкиных интерьеры дворца мало изменились. На первом этаже располагаются парадные залы с изысканной отделкой. Растительный орнамент на потолке и паркетный пол свидетельствуют о помещениях для приема гостей. Очень удачно спрятана лестница, ведущая на второй этаж к жилым покоям.
Западный фасад дворца выходит на морской залив. Некогда здесь располагался пышный сад, по которому можно было спуститься до самого моря. Тыльная сторона усадьбы составляет часть морского фасада Одессы.
Под дворцом Потоцких-Нарышкиных расположены таинственные пещеры и большой грот, в котором плещется искусственно созданный водопад. И сегодня есть возможность осмотреть это место, но только с сопровождением экскурсовода.
С 1889 году в старинном имении был учрежден Художественный музей, который на сегодня обладает богатой коллекцией скульптур, графики и живописи. Посетив дворец, можно не только побывать в великолепной архитектурно постройке, а еще и насладиться прекрасными произведениями искусства выдающихся авторов. Посетить чудное здание можно по улице Софиевская, 5а.