Pałac zbudowany jest w kształcie podkowy, dwukondygnacyjny, nakryty wysokim, czterospadowym dachem z lukarnami. Dekorację rzeźbiarską korpusu stanowi ryzalit środkowy i niewielkie ryzality po bokach. Bogato dekorowany rzeźbami. Przedstawiają one herby rodowe Kątskich (Brochwicz) i Potockich (Pilawa). Dekoracyjność środkowej partii fasady potęgują umieszczone na dachu po bokach ryzalitu dwie rzeźby. Przedstawiają one siedzących niewolników - po lewej stronie Kozaka, a po prawej Turka. Jednak druga z wymienionych rzeźb zaginęła w niewyjaśnionych okolicznościach, pozostała po niej jedynie noga.
Jedynym autentycznym elementem wnętrza, który zachował się po pożarze w 1944 roku, jest sień z reprezentacyjną klatką schodową. To jedno z najbardziej finezyjnych dzieł rokoka w architekturze polskiej! Sień jest bardzo przestronna i jasna. Natomiast schody mają płynną linię i żelazną kutą balustradę. Oryginalnie były podtrzymywane przez dwie rzeźby atlantów, które niestety nie zachowały się do dnia dzisiejszego.
Wszystkie rzeźby zdobiące radzyński pałac wykonał Jan Chryzostom Redler. On też zaprojektował dekoracje wnętrz i bardzo strojne klatki schodowe. Autorem dekoracji malarskich wnętrz (niestety niezachowanych) był Jan Bogumił Plersch, a sztukaterii - Józef Lapen. Elementy wyposażenia i wystroju wnętrz pałacowych sprowadzone były m.in. z Paryża i z Wiednia.
W lipcu 1944 roku cofające się wojska niemieckie zdewastowały pałac i podpaliły. Odbudowano go w latach 60.
Pałac otrzymał nominację do prestiżowego plebiscytu National Geographic Traveler na jeden z "7 nowych cudów Polski". W wyniku przeprowadzonego głosowania pałac nie tylko znalazł się w tym zaszczytnym gronie, ale też zwyciężył i to z miażdżącą przewagą nad innymi obiektami nominowanymi do konkursu.
