A reforma de todo o complexo, que já incluía uma pequena casa de campo (o atual Museu) e uma coffee-house (a atual Villa Lucia), foi confiada ao arquiteto Antonio Niccolini, que projetou tanto a reconstrução em estilo neoclássico da pequena vila quanto a reconfiguração dos jardins à inglesa, conforme a moda da época.
Ele também projetou um teatrinho ao ar livre, um pequeno templo jônico, as estufas e algumas grutas para animais exóticos, elementos arquitetônicos únicos ainda existentes na atual área do Parque, que fazem perceber a atmosfera pitoresca original. Em relação à Villa, como se deduz do planta original autógrafa conservada no Museu de San Martino, incorporando a antiga casa de campo Saliceti, Niccolini concebeu um edifício com corpo central retangular e dois braços perpendiculares e simétricos, voltados para o norte, sendo o ocidental de nova construção.
Além disso, adicionou, na entrada central do edifício, uma pequena área com pórtico, para a parada das carruagens, solução arquitetônica já adotada para o Teatro San Carlo. Para a fachada sul, que se apresentava em três níveis devido à acentuada inclinação do terreno, Niccolini elaborou para o piso semienterrado uma base em pedra vulcânica com uma escadaria de mármore de dois lances, que conecta o edifício ao parque ao redor, abrindo-se para o panorâmico cenário da cidade.
Após a morte da duquesa, em 1826, os edifícios monumentais e o Parque passaram por várias transformações feitas pelos herdeiros até 1919, ano em que a Villa foi adquirida pelo Estado e destinada a sede museológica a partir de 1924 para abrigar a coleção do Duque de Martina.
