La conception de la villa aux trois étages, par Sauvage et Weissenburger, représente l'exemple du déploiement de l'architecture Art nouveau dans Nancy, avec plusieurs fenêtres en demi-cercles et des motifs floraux couvrant les extérieurs. Majorelle produisit lui-même les ferronneries ainsi que le mobilier intérieur, les lambris ou encore le majestueux escalier. Louis Majorelle choisit d'installer son studio au troisième étage de la villa, sous le toit à pignons avec une somptueuse baie vitrée arquée aux formes évoquant les branches d'un arbre.
L'architecture se veut légère, lumineuse et asymétrique. L'intérieur présente, aux milieux de vastes volumes ornés de motifs floraux évoquant par exemple la monnaie-du-pape, si chère à l'École de Nancy, thème repris sur certains vitraux de la Villa dessinés par Jacques Grüber. Les peintures de la salle à manger sont l'œuvre de Francis Jourdain et d'Henri Royer pour le reste des frises. Une monumentale cheminée en céramique créée par Alexandre Bigot trône au centre de la salle à manger.
L'architecte parisien adopte ici une démarche analytique nouvelle, faisant éclater la structure classique cubique. Les matériaux utilisés traduisent une grande originalité. Des poutrelles de fer, profilées en I et brutes de fabrication, soutiennent le balcon de l'atelier. Dessinées par Sauvage, leur galbe rappelle celui des montants de l'oriel du magasin Génin-Louis. L'architecte a visiblement joué sur le jeu de lignes verticales et courbes offert par ce support ductile.
Le métal employé aussi dans la ferronnerie architecturale de Majorelle, prend une importance considérable. Les éléments fonctionnels, habituellement négligés, participent à l'identité de l'ensemble. Ainsi, les tuyaux de descente des eaux pluviales, en fonte, sont maintenus par des attaches de métal forgé et plié, imitant des feuilles de plantes aquatiques. La porte d'entrée principale, vitrée, à une armature de fer, portant des Monnaies du pape en tôle découpée à cru. Ce motif végétal dominant se retrouve sur les grilles des fenêtres du rez-de-chaussée. Au-dessus de la porte, de frêles branches d'orme en fer forgé supportent une marquise de verre. Le portail et la porte de clôture utilisent la même technique de fabrication que celle employée pour la clôture de l'immeuble Biet.
