Le palais de Chaillot est donc formé de deux pavillons et de deux ailes curvilignes cernant un vide central (l'esplanade des droits de l'homme) et descendant vers la Seine. Entre les deux ailes « de Passy » et « de Paris », les jardins du Trocadéro dominent la vue sur la tour Eiffel et le Champ de Mars.
L'ensemble de l'édifice se caractérise par une abondante statuaire due, entre autres, aux artistes Paul Belmondo, Léon-Ernest Drivier et Marcel Gimond. Les deux pavillons sont surmontés de groupes monumentaux sculptés par Raymond Delamarre et Carlo Sarrabezolles. Devant, se situent le jardin du Trocadéro, orné de sculptures et d'une végétation organisée au sein d'un parc à l'anglaise encadrant des bassins en cascade, la fontaine de Varsovie, érigés en 1937 et s'écoulant par vingt jets d'eau étagés sur huit paliers successifs. Félix Févola a réalisé le miroir d'eau et les fontaines. Le tout est aménagé par l'architecteRoger-Henri Expert.
Les façades et couvertures du palais, son parvis et sa terrasse avec son escalier, ses décors d'origine subsistants (sauf la salle de théâtre remaniée) ont été classés monuments historiques par arrêté du 24 décembre 1980.
Frédéric Masson, Napoléon et son fils, 1904, Paris, éd. Goupil et Cie, p. 137.
Roger Wahl, Un projet de Napoléon Ier : le Palais du Roi de Rome, Neuilly-sur-Seine, 1955, p. 41.
Le "Palais du Roi de Rome" de Rambouillet est en fait un hôtel particulier datant du règne de Louis XVI, réaménagé sous le Premier Empire. Le projet de Chaillot correspond davantage à un palais que l'hôtel du duc d'Angiviller, gouverneur du domaine de Rambouillet, construit entre 1784 et 1785 par l'architecte Jacques-Jean Thévenin ; son lien avec le Roi de Rome est aussi plus fort car lié à l'essence même du projet, alors que le lien entre Rambouillet et le fils de Napoléon correspond à une période très courte de l'histoire de la construction de Jacques-Jean Thévenin. C'est pour des raisons touristiques et de prestige que la ville de Rambouillet utilise le nom de "Palais du Roi de Rome".
Charles Gabet, Dictionnaire des artistes de l'école française au XIXe siècle, 1831, p. 551
Françoise Waquet, Les Fêtes royales sous la restauration, 1981, p. 99 citant G. Hubert, « L'Art français au service de la Restauration », Revue des Arts, 1955, no 4, p. 210-216
Michael Paul Driskel, As Befits a Legend: Building a Tomb for Napoleon, 1840-1861, Kent State University Press, 1993 , p. 54-55
Adolphe Napoléon Didron, Annales archéologiques, vol. 8, 1848, p. 225-226
Antoine Étex, « Cours élémentaire de dessin », 1859, p. 3