Die Renovierung des gesamten Komplexes, der bereits ein kleines Kasino (das heutige Museum) und eine Coffee-House (die heutige Villa Lucia) umfasste, wurde dem Architekten Antonio Niccolini anvertraut, der sowohl die Neugestaltung der Villa im neoklassizistischen Stil als auch die Umgestaltung der englischen Gärten nach der Mode der Zeit entwarf.
Er entwarf außerdem ein Freilichttheater, ein ionisches Tempelchen, die Gewächshäuser und einige Grotten für exotische Tiere, die einzigen architektonischen Elemente, die heute noch im aktuellen Parkbereich bestehen und die ursprüngliche malerische Atmosphäre spürbar machen. Was die Villa betrifft, geht aus dem autographierten Plan hervor, der im Museo di San Martino aufbewahrt wird, dass Niccolini das alte Kasino Saliceti integrierte und ein Gebäude mit einem rechteckigen Mittelteil sowie zwei senkrechten und symmetrischen Armen nach Norden entwarf, wobei der westliche Arm neu errichtet wurde.
Außerdem fügte er am Haupteingang des Gebäudes eine kleine überdachte Zone für das Abstellen der Kutschen hinzu, eine architektonische Lösung, die bereits beim Teatro San Carlo angewandt wurde. Für die Südfassade, die wegen der starken Hanglage drei Ebenen aufwies, entwarf Niccolini für das Untergeschoss ein Podest aus Lavastein mit einer doppelten Marmortreppe, die das Gebäude mit dem umliegenden Park verbindet und sich zum eindrucksvollen Panorama der Stadt öffnet.
Nach dem Tod der Herzogin im Jahr 1826 unterlagen die monumentalen Gebäude und der Park zahlreichen Veränderungen durch die Erben bis 1919, dem Jahr, in dem die Villa vom Staat gekauft und seit 1924 als Museum genutzt wurde, um die Sammlung des Herzogs von Martina zu beherbergen.
