La rénovation de l’ensemble du complexe, qui comprenait déjà un petit casino (l’actuel Musée) et une coffee-house (l’actuelle Villa Lucia), fut confiée à l’architecte Antonio Niccolini, qui conçut à la fois la transformation dans le style néoclassique du petit palais et la reconfiguration des jardins à l’anglaise, selon la mode de l’époque.
Il conçut également un petit théâtre en plein air, un temple ionique, des serres et quelques grottes pour des animaux exotiques, uniques éléments architecturaux encore présents aujourd’hui dans l’actuelle zone du Parc, qui font ressentir l’atmosphère pittoresque originelle. Concernant la Villa, comme on peut le déduire du plan autographe conservé au Musée de San Martino, en intégrant l’ancien casino Saliceti, Niccolini imagina un bâtiment avec un corps central rectangulaire et deux bras perpendiculaires et symétriques orientés vers le nord, dont le bras occidental est une nouvelle construction.
De plus, il ajouta, à l’entrée centrale du bâtiment, une petite zone portiquée pour le stationnement des carrosses, solution architecturale déjà adoptée pour le Théâtre San Carlo. Pour la façade sud, qui comportait trois niveaux en raison de la forte pente du terrain, Niccolini élaborât pour le rez-de-jardin un soubassement en pierre volcanique avec un escalier en marbre à double rampe, qui raccorde le bâtiment au parc environnant, s’ouvrant sur le panorama saisissant de la ville.
Après la mort de la duchesse, en 1826, les bâtiments monumentaux et le Parc subirent de nombreuses transformations par les héritiers jusqu’en 1919, année où la Villa fut achetée par l’État et destinée à devenir un musée à partir de 1924 pour accueillir la collection du duc de Martina.
