Originariamente l'edificio consisteva di soli due cassi, corrispondenti all'entrata antica e a quella attuale, mentre il terzo, più ad est, faceva parte del palazzo confinante. L'assetto attuale è frutto di un rifacimento del 1853, che comportò la costruzione dell'attuale scalone di marmo e il rialzo del tratto di facciata annesso a levante.
L'ala di sinistra con il cortile e la loggia conserva le ornamentazioni in cotto e i capitelli marmorei di stile gotico, associati a modi rinascimentali, secondo la prassi tipica dell'arte ferrarese tra il quarto e il sesto decennio del 1400. Il risultato più virtuosistico di questa commistione è il corridoio su baldresca doppia, largo più di tre metri, che si affaccia sul cortile ed è sorretto da un semplice muro; la struttura ha ispirato anche una descrizione dell’Ariosto.
Giorgio Padovani ha attribuito la ristrutturazione quattrocentesca del palazzo a Pietrobono Brasavola, un architetto documentato dal 1434 al 1461, probabile autore di Casa Romei alla quale il palazzo è stato spesso paragonato. Il restauro ha confermato le affinità e ha svelato alcune strutture originali, come un'insolita scala quattrocentesca, sostenuta da un arco ribassato e da uno altissimo, e parte dei muri originali su Via Cairoli, ricoperti dal rifacimento ottocentesco. Sulle pareti sono visibili affreschi appartenenti ad epoche diverse, alcuni risalenti anche al Duecento.
