Le domaine de l’Achilleion s’ouvre sur un portail monumental dont la grille métallique est rehaussée d’une inscription dorée qui rappelle le nom grec du palais (Αχίλλειον). De part et d’autre de cette inscription se trouvent des chevaux ailés tandis que des méandres et d’autres figures géométriques composent la grille.
Une fois le portail traversé, un chemin conduit le visiteur vers le bâtiment principal du palais. À l’entrée de celui-ci, une statue d’Élisabeth d’Autriche de taille réelle rappelle que la villa était autrefois la propriété de l’impératrice et que c’est elle qui en a imaginé la conception.
L’Achilleion est une vaste demeure néoclassique de style pompéien en marbre blanc construite par l’architecte italien Raffaele Caritto en 1889-1891. S’étendant sur environ 200 000 m2, le palais comprend 128 pièces réparties sur un rez-de-chaussée et deux étages. Du temps de Sissi, le rez-de-chaussée était réservé à l’impératrice tandis que les étages devaient accueillir l’empereur François-Joseph et l’archiduchesse Marie-Valérie. Aujourd’hui, seul le rez-de-chaussée se visite même si le premier étage du palais n’abrite plus de casino.
Sur la façade principale, des colonnes de facture dorique soutiennent une terrasse encadrée de centaures en marbre. En haut du premier étage, une autre terrasse abrite quatre muses de bronze brandissant des flambeaux. Un Hermès ailé tenant dans les mains une déclaration orne par ailleurs le côté gauche de cette façade.
L’entrée du palais donne sur un vaste vestibule dont le plafond est orné d’une fresque du peintre italien Callopi (ou Gallopi), Les Quatre saisons et les heures, où se mêlent angelots et allégories. Dans la partie droite de ce hall, on peut voir une copie d'un portrait de l’impératrice Élisabeth âgée de 21 ans par Winterhalter et, dans la partie gauche, une cheminée en marbre gris ornée de statuettes.
En face de l’entrée, un escalier monumental, fait de marbre et de bronze, est entouré des statues de Zeus (à droite) et d'Héra (à gauche). Cet escalier, inspiré de celui de l’Opéra Garnier, conduit à une vaste fresque. Peint par Franz Matsch, Le Triomphe d’Achille représente la victoire du héros grec sur le prince troyen Hector et rappelle au visiteur qu’il se trouve dans un palais dédié au personnage homérique.
À droite de l’escalier, on peut observer la chapelle catholique de Sissi, dont le chœur est orné d’une œuvre représentant le jugement du Christ par Ponce Pilate. Au-dessous, un autre tableau représente une Vierge à l'Enfant par Franz Matsch. Plusieurs statues et d’autres tableaux d’inspiration religieuse complètent la décoration de la chapelle.
À proximité de la chapelle, se trouvent deux salons qui conservent de nombreux souvenirs de l’impératrice Élisabeth et du Kaiser Guillaume. Dans la pièce consacrée à l’épouse de François-Joseph, se trouvent différents bibelots et autres menus objets ayant appartenu à la souveraine tandis que, dans celle dédiée à Guillaume II, une maquette du yacht Hohenzollern et différents tableaux rappellent le goût du Kaiser pour la mer et la navigation.
À gauche de l’escalier du vestibule, se trouve la salle à manger-fumoir de Sissi, dont les murs bleus sont semés d’angelots en stuc. Cette pièce abrite aujourd’hui les bureaux du musée. Dans le prolongement, deux autres salles contiennent des meubles ayant appartenu à Sissi et au Kaiser. On peut notamment y observer le lit de fer à roulettes de la souveraine ou encore son bureau. L’une de ces pièces conserve également une œuvre du peintre bavarois Ludwig Thiersch représentant la rencontre d’Ulysse et de la princesse phéacienne Nausicaa.
À droite de la façade du bâtiment principal, l’Escalier des dieux, orné des statues de différentes divinités (comme Apollon, Aphrodite, Artemis ou Hermès), conduit aux jardins en terrasses de l'Achilleion qui descendent jusqu'à la mer. Là, une abondante végétation, composée notamment de myrtes, de citronniers, d’oliviers et de lauriers roses, offre un cadre ombragé au visiteur.
En haut de l’escalier, accolé au palais, se trouve le Péristyle des muses, aux colonnes de style ionique. Celui-ci abrite les statues des neuf filles de Zeus et de Mnémosyne ainsi que celles des Trois Grâces antiques. D'une porte-fenêtre du Péristyle des muses, on aperçoit le haut du grand escalier du bâtiment principal et la fresque du Triomphe d'Achille auquel il mène. Le long du mur du péristyle se trouve également la Galerie des philosophes, un groupe de treize bustes représentant des philosophes, des poètes et des orateurs de l'Antiquité.
Le Péristyle des muses se prolonge par une vaste terrasse plantée de palmiers, de cyprès et de bougainvilliers qui porte le nom de Jardin des muses. Au centre de celle-ci, dans une fontaine, une statue représente un énorme poisson emportant, avec lui, le corps d'un homme ligoté. Juste à côté, une autre statue, le Musicien aux cymbales, contraste par son air plus insouciant.
Face au Péristyle des muses, de l’autre côté de la terrasse, on peut observer la Véranda des larmes. Ce banc de marbre, en demi-cercle adossé face à la mer, doit son nom au fait que l'impératrice Élisabeth s'y installait régulièrement pour pleurer son fils Rodolphe ou pour y attendre l'arrivée du navire apportant le courrier à Corfou.
D’autres statues ornent encore la terrasse. Le couple dit des « Assaillants » marque la fin du Jardin des muses puisque, entre les deux combattants, un petit escalier conduit le visiteur de la première terrasse à une seconde. Également boisée, celle-ci abrite aujourd’hui l’Achille mourant d'Ernst Herter, qui se trouvait, du temps de Sissi, à la place de l’Achille victorieux de Johannes Götz. Malgré le déplacement qu’elle a subie, l'œuvre d'Herter constitue, aujourd’hui encore, la pièce maîtresse des collections du musée et symbolise véritablement la villa.
Finalement, le colossal Achille victorieux, qui mesure plus de 11 mètres, domine la dernière terrasse du palais, gardant l'emplacement où il a autrefois été installé sur ordre du Kaiser Guillaume II.
Du temps de Sissi, se trouvait également, dans le jardin, un petit temple rotonde qui abritait une statue du poète Heinrich Heine par le Danois Louis Hasselriis. Mais, en 1908, la statue fut revendue par le Kaiser et remplacée par une statue de l’impératrice. Par la suite, le temple fut détruit et la statue déplacée à l’entrée du palais, où on peut encore la voir aujourd’hui.