L’edificio presenta un prospetto lineare, scandito orizzontalmente da due cornici marcapiano che sottolineano la ripartizione in due piani del complesso con mezzanino a sottotetto. In questo caso non è l’adozione di un particolare elemento architettonico a contraddistinguere la struttura ma, piuttosto, l’uso di materiali più ricercati come il rivestimento a bugnato a piano terra e le finestre trabeate con timpano in pietra serena.
Rappresenta l’architettura più ricercata dell’interno manicomio, poiché destinata alle funzioni direzionali.
Il palazzo principale conteneva, a piano terreno, gli edifici sanitari, quelli dell’amministrazione e i due parlatori. Una loggia lo univa alle sezioni maschile e femminile dei “tranquilli”. Al primo piano erano i due quartieri di abitazioni per il Direttore ed il Vice-direttore; al piano ancora superiore il quartiere dell’Ispettore e dei Medici.
Dal 1914 questa palazzina ospita la biblioteca, creata da Paolo Amaldi, direttore del manicomio.