El Palacio de Villafranca, construido en ladrillo, ordena el conjunto urbanístico debido al carácter abierto de su planta que va a configurar el espacio exterior; de este modo, el palacio se articula en dos volúmenes que, dispuestos en ángulo, generan la Plaza de España en la que distinguimos la fachada principal del edificio noble propiamente dicho y la de la capilla palatina, que se encuentra adosada lateralmente a la primera, y el ala lateral izquierda que cierra la Plaza en su lado oriental que es concebida como una construcción aneja añadida destinadas a graneros y caballerizas. El volumen principal por su parte posterior se dispone en planta de U, enmarca el jardín y huerto privados.

La fachada principal del palacio propiamente dicho se articula en tres plantas, de las que en la inferior se distinguen ventanas adinteladas, la noble abre al exterior mediante balcones adintelados y volados, y en la superior se dispone una galería de arquillos de medio punto doblados separados por pilastras que junto al listel que recorre toda la fachada enmarcan cada uno de los arquillos. La fachada se corona con un sencillo alero de ladrillo aplantillado, sobre el que se dispone la cubierta de teja árabe.

En un extremo de esta fachada se sitúa la portada, articulada en dos cuerpos con una composición similar a la portada de la iglesia aunque esta última se articula en tres cuerpos. En el piso bajo abre en arco de medio punto enmarcado por pilastras, sobre las que se dispone una compleja moldura corrida, de separación de este piso del intermedio, en el que presenta un vano adintelado y abalconado entre pilastras fajadas flanqueadas a su vez por la continuación de las pilastras del piso inferior que aquí remata con motivos piramidales. Presenta remate de frontón curvo.

La fachada posterior, abierta al jardín, íntimo y privado, en forma de U, presenta una composición similar a la ya comentada para la principal, distinguiéndose en esta unas torrecillas en las esquinas, inspiradas en el edificio de la Lonja de Zaragoza.

El interior del palacio, al carecer de patio interior abierto, presenta un gran zaguán que precede a la escalera monumental de tipo imperial, que arranca en cuatro arcos rebajados apeados en columnas sobre podios cuadrados; los dos ramales de las escaleras se unen en uno sólo en el segundo tramo, justo en el acceso a la planta noble del palacio, ordenada alrededor de una galería de arcos sobre columnas, idéntica a la del patio bajo. La caja de escaleras se cubre con una gran bóveda decorada con yeserías barrocas de tradición mudéjar, cubrimiento y decoración que se repiten en el Salón principal del palacio.

El cuerpo lateral, concebido como una serie de construcciones palaciales añadidas destinadas a caballerizas, graneros y viviendas del servicio (caseros y guardas), se edificó en ladrillo, igual que el resto del conjunto palacial, pero con menor altura y una composición más simple de su fachada, en la que el alero, similar al de la fachada principal, es el único elemento decorativo.

Se trata de un magnífico conjunto barroco formado por el que fue palacio de los Marqueses de Villafranca y la capilla privada del mismo, que hoy ha pasado a ser la iglesia parroquial de la localidad.

No se trata solamente de un edificio pensado, por su carácter de planta abierta, hacia el exterior, con la subsiguiente configuración del espacio externo, sino que con la construcción del palacio se ordena el conjunto urbanístico. Y hay en ello una clara intencionalidad que utiliza incluso elementos preexistentes. La fachada principal del palacio se va a prolongar en las alas a derecha e izquierda de la misma, configurando una espaciosa plaza, que se convierte en centro urbano. El ala de la izquierda está constituida por una construcción destinada a caballerizas y graneros con la que la fachada principal del palacio se dispone en ángulo para generar la plaza, mientras que el ala de la derecha se consigue ópticamente con la alineación de las casas de la época que flanquean la calle que abre por este lado.

La fachada posterior del edificio enmarca con sus alas un jardín privado que se prolonga en la misma naturaleza, y presenta un tratamiento de notable valor arquitectónico, similar a la fachada principal. Todo el edificio queda dividido en tres plantas separadas por una potente imposta en voladizo y abiertas con vanos de diferente naturaleza. El acceso se realiza por un extremo y el remate de la fachada es un alero volado que da paso a la cubierta de teja a doble vertiente.

El palacio de Villafranca genera y ordena la Plaza de España, espacio urbano en el que se ubica, cerrado en sus lados oriental y meridional por el propio palacio, y cerrado ópticamente en su lado occidental por la alineación de las casas situadas en la calle que discurre por este lado.