Elewacja ogrodowa była zdominowana przez dwukondygnacyjny ryzalit nakryty gładkim dachem trójspadowym, przed którym wybudowano wielki, oszklony prostokątny ogród zimowy. Prowadziły z niego szerokie schody do ogrodu i parku.
Wnętrze pałacu było początkowo dwutraktowe z regularnym podziałem na pokoje. Z czasem pokoje dzielono, co zaburzyło symetrię. W części środkowej od frontu był duży westybul z jednobiegowymi schodami na piętro. W trakcie ogrodowym centralne miejsce zajmowała wielka sala balowa, początkowo zapewne wysokości dwóch kondygnacji. Ściany sali, salonów i pokoi zdobiła bogata kolekcja cennych obrazów, z której Oleszewicze były słynne. Zbierał je głównie Konstanty Niezabytowski. Biblioteka liczyła kilka tysięcy tomów.
Pałac był otoczony pięknym kilkunastohektarowym XVIII-wiecznym staropolskim parkiem, który w XIX wieku został przeprojektowany w styl angielski. Przed pałacem istniał wielki, owalny, częściowo zadrzewiony trawnik z obiegającą go drogą dojazdową. Naprzeciw pałacu stał trzykondygnacyjny, podpiwniczony lamus z sześcioboczną wieżyczką widokową. Cały frontowy dziedziniec był otoczony kamiennym murem ze sztachetami. Po prawej i lewej stronie pałacu i lamusa stały dwie bramy wjazdowe zaznaczone każda trzema filarami.