A partir del inventario notarial efectuado a raíz de la muerte de Joaquim de Sagrera (1825) podemos deducir cómo era la mansión de los Sagrera:

- De planta rectangular, distribuida en bajos, piso y buhardilla, de cuatro casales de ancho, que discurría en paralelo a la calle de la Font Vella.

- Las fachadas principal y posterior presentaban interesantes esgrafiados.

- En la planta baja (como especifica el inventario) se situaba «la entrada a la casa principal, el cuarto del mozo, despensa de encima de dicho cuarto, la bodega, el comedor de los mozos, la cocina, la despensa de la cocina, el amasador, la despensa grande, el recibidor, el comedor y la estancia».

- En el primer piso se encontraba la escalera principal, una sala, varios cuartos, el dormitorio principal, la capilla, el despacho y la habitación de las criadas.

- En el desván, dos grandes espacios con mobiliario diverso y el cuarto del trigo.

- En el patio trasero había establos, la paliza, la carpintería, el cubierto de la leña, dependencias relacionadas con la fábrica de trapos, otras edificaciones y los terrenos agrícolas de las huertas de Sant Fruitós.

La remodelación de 1911, a cargo de Melcior Vinyals Muñoz, siguió un estilo ecléctico con elementos de inspiración modernista.

En la construcción original se añaden dos alas laterales, que configuran una planta en forma de U con un patio central. También se proyecta una nueva fachada, simétrica, de planta baja, dos pisos y dos torreones en los extremos.

En 1915, junto al inmueble e integrados en la fachada, se levantaron tres pisos, con un acceso independiente, que tenían el objetivo de obtener rentas para su alquiler (calle de la Font Vella, 31).

En el sótano había una carbonera para almacenar el carbón, la caldera de la calefacción central y una fresquera.

En la planta baja se encuentra la entrada, que funciona como distribuidor.

A la derecha, la llamada sala Agustí Bartra, antiguo comedor de periódico.

A la izquierda, el cuarto de verja y el despacho. Al fondo, el gran salón y una galería con vidrieras modernistas fabricadas por la Casa Mauméjean. Es la parte más noble de la casa.

En el salón destacan las columnas con los capiteles dedicados al comercio, la industria y la agricultura; la escalera noble decorada con cuatro pinturas de Joaquim Vancells y las pinturas murales de Pere Viver.

Pese a no estar verificado documentalmente parece que Josep Puig i Cadafalch intervino en la reforma del interior: planta baja, escalera noble y galería de hierro forjado que da al patio.

En 1917, Joan Pallarols realiza el proyecto del comedor de las grandes ocasiones, situado en el ala izquierda. De éste, únicamente se construyó la chimenea y los grandes ventanales con vidrieras hechas por la empresa Rigalt, Granell & Cía.

En este espacio destacan tres paneles de gran tamaño, obra de Alexandre de Riquer. Se trata de una alegoría en la agricultura, en el comercio y en la industria.

En el ala opuesta se encontraba la zona de servicio: cocina, costurero, lavadero. Actualmente, estos espacios acogen la sala didáctica del museo.

En el primer piso se conservan casi intactas las habitaciones nobles de la casa construida a principios del siglo XIX: el gran dormitorio principal -actual sala Salvans-, la sala dedicada a Hernán Cortés y un dormitorio -la sala del Juicio de Salomó-. Estas estancias están decoradas con pinturas murales atribuidas al artista barcelonés Josep Arrau i Estrada.

En el ala izquierda, durante la reforma modernista, se construyen los dormitorios de la familia y los baños. Y, en el ala derecha, el dormitorio de las criadas, la habitación de los enfermos y el cuarto de juego de los niños que conectaba a través de una escalera con el espacio del servicio de la planta baja.

Parte de estas estancias desaparecieron en 1977 cuando se convirtieron en sala expositiva del dibujante Mateu Avellaneda i Canyadell (Terrassa, 1902-1949). Desde junio de 2024, esta sala presenta una muestra de arte local que acoge una selección de artistas de finales del siglo XIX en la actualidad. Están representados diferentes lenguajes artísticos: pintura, escultura, grabado y dibujo.

A partir de 1930, el amplio desván se transformaron en vivienda para acoger el matrimonio Fontanals Alegre. 

En la parte posterior de la casa, donde habían habido las huertas, se proyectó un extenso jardín de inspiración francesa, con varias edificaciones anexas: cubiertos, gallineros, una fuente de rocalla y la casa de los porteros de la finca.