A partir de l'inventari notarial efectuat arran de la mort de Joaquim de Sagrera (1825) podem deduir com era la mansió dels Sagrera:

- De planta rectangular, distribuïda en baixos, pis i golfes, de quatre casals d'amplada, que discorria en paral·lel al carrer de la Font Vella.

- Les façanes principal i posterior presentaven interessants esgrafiats.

- A la planta baixa (com especifica l'inventari) se situava «l'entrada a la casa principal, el quarto del mosso, rebostet de sobre del dit quarto, el celler, el menjador dels mossos, la cuina, el rebostet de la cuina, el pastador, el rebost gran, el rebedor, el menjador i l'estança dita dels cups».

- Al primer pis es trobava l'escala principal, una sala, diverses cambres, el dormitori principal, la capella, el despatx i l'habitació de les criades.

- A les golfes, dos grans espais amb mobiliari divers i el quarto del blat.

- Al pati del darrere hi havia estables, la pallissa, la fusteria, el cobert de la llenya, dependències relacionades amb la fàbrica de draps, altres edificacions i els terrenys agrícoles de les hortes de Sant Fruitós.

La remodelació del 1911, a càrrec de Melcior Vinyals Muñoz, va seguir un estil eclèctic amb elements d'inspiració modernista.

A la construcció original s'afegeixen dues ales laterals, que configuren una planta en forma de U amb un pati central. També es projecta una nova façana, simètrica, de planta baixa, dos pisos i dues torrasses als extrems.

L'any 1915, al costat de l'immoble i integrats a la façana, es van aixecar tres pisos, amb un accés independent, que tenien l'objectiu d'obtenir rendes pel seu lloguer (carrer de la Font Vella, 31).

Al soterrani hi havia una carbonera per emmagatzemar el carbó, la caldera de la calefacció central i una fresquera.

A la planta baixa trobem l'entrada, que funciona com a distribuïdor. A la dreta, l'anomenada sala Agustí Bartra, antic menjador de diari. A l'esquerra, el quarto de reixa i el despatx. Al fons, el gran saló i una galeria amb vitralls modernistes fabricats per la Casa Mauméjean. És la part més noble de la casa.

Al saló destaquen les columnes amb els capitells dedicats al comerç, a la indústria i a l'agricultura; l'escala noble decorada amb quatre pintures de Joaquim Vancells i les pintures murals de Pere Viver.

Malgrat no estar verificat documentalment sembla ser que Josep Puig i Cadafalch va intervenir en la reforma de l'interior: planta baixa, escala noble i galeria de ferro forjat que dona al pati.

L'any 1917, Joan Pallarols realitza el projecte del menjador de les grans ocasions, situat a l'ala esquerra. D'aquest, únicament es va construir la llar de foc i els grans finestrals amb vitralls fets per l'empresa Rigalt, Granell & Cia.

En aquest espai destaquen tres plafons de grans dimensions, obra d'Alexandre de Riquer. Es tracta d'una al·legoria a l'agricultura, al comerç i a la indústria.

A l'ala oposada es trobava la zona de servei: cuina, cosidor, safareig. Actualment, aquests espais acullen la sala didàctica del museu.

Al primer pis es conserven gairebé intactes les habitacions nobles de la casa construïda a l'inici del segle XIX: el gran dormitori principal –actual sala Salvans-, la sala dedicada a Hernán Cortés i un dormitori –la sala del Judici de Salomó-. Aquestes estances estan decorades amb pintures murals atribuïdes a l'artista barceloní Josep Arrau i Estrada.

A l'ala esquerra, durant la reforma modernista, es construeixen els dormitoris de la família i els banys. I, a l'ala dreta, el dormitori de les minyones, l'habitació dels malalts i el quarto de joc dels infants que connectava a través d'una escala amb l'espai del servei de la planta baixa.

Part d'aquestes estances van desaparèixer l'any 1977 quan es van convertir en sala expositiva del dibuixant Mateu Avellaneda i Canyadell (Terrassa, 1902-1949). Des del juny del 2024, aquesta sala presenta una mostra d'art local que acull una tria d'artistes de finals del segle XIX a l'actualitat. Hi estan representats diferents llenguatges artístics: pintura, escultura, gravat i dibuix.

A partir del 1930, les àmplies golfes es van transformar en habitatge per acollir el matrimoni Fontanals Alegre.

A la part posterior de la casa, on hi havien hagut les hortes, es va projectar un extens jardí d'inspiració francesa, amb diverses edificacions annexes: coberts, galliners, una font de rocalla i la casa dels porters de la finca.