故居的主体建筑坐北朝南，为砖木结构，共三进，占地1670平方米，系清中期重建。每进三或五开间，中间有天井相隔，是绍兴传统的“台门”建筑。第一进门厅坐西朝东，上悬刘海粟手书“蔡元培故居”匾额；第二进厅堂和第三进楼房均坐北朝南，三进分布不在同一轴线上。由门厅通往堂厅的前天井特别开阔，差不多有篮球场那么大，周边的围墙也特别高，高墙深院，显得气势不凡。第二进一堂两厅，已辟为陈列室，堂厅正中放着蔡元培半身塑像，颇有学者风度。左壁悬有毛泽东撰、沙孟海书的“学界泰斗，人世楷模”巨幅联语；右壁有周恩来撰、沈定庵书的“从排满到抗日战争，先生之志在民族革命；从五四到人权同盟，先生之行在民主自由” 的对联。后进为坐楼，五楼五底，蔡元培就出生在此处，并度过了童年和青少年时代。蔡元培故居已列为浙江省重点文物保护单位。