Budova libeňského zámečku je situována v na okraji Thomayerových sadů, v sousedství dalších důležitých veřejných budov - Sokolovny, kostela sv. Vojtěcha a Libeňského zámku. Volně stojící třípatrová stavba na půdorysu asymetrického T, s připojeným přízemním křídlem tělocvičny. Vstup je situován ve styku obou křídel v podobě hranolového portiku, který na střeše nese balkon. Stěny vstupního pavilonku jsou do dvou stran otevřeny širokým půlkruhově klenutým obloukem. Na nárožích obou křídel jsou mírně vystupující rizality. Fasádu prvního a druhého patra člení lisény z hrubšího štuku, parapetní partie oken zdobí štukové kazety, na rizalitech zdobené festony. dekorativní plastickou výzdobou. Druhé patro ukončuje profilovaná kordonová římsa s valbovou stříškou. Okna budovy jsou většinou čtyřdílná, a místy trojdílná. Průčelí směrem k Thomajerovým sadům dynamizuje mezi dvěma rizality segmentové vyklenutí v místě, kde je na opačné straně připojeno kolmé navazující křídlo. Vydutí v interiéru zvětšuje prostor schodišťové dvorany. Budovu završuje sedlová střecha, na rizalitech přecházející ve valbu. Na rizalitech jsou do dvou stran osazeny vikýře s vysokým štítem, nad ostatními osami jsou pak drobné oblé plechové vikýřky (býčí oka). Na západní straně přiléhá ke slepému průčelí kolmého křídla hmota tělocvičny. Je řešena jako sala terrena, usazená ve sníženém terénu dvora, sousedícího se Sokolovnou. Zastřešený vstup s navazujícím thermálním oknem je jedinou osou jižního průčelí, průčelí východní otevírá nad soklem pět os rozměrných zaklenutých oken, zatímco průčelí západní, zcela bez otvorů, člení puze štukové lizény, které navazují i na ostatních fasádách. Tělocvičnu završuje plochá pochozí střecha, přístupná z prvního patra školní budovy. Atiku tvoří zděné zábradlí střešní terasy s dekorativními sloupky.