La demeure est composée principalement d'un corps de bâtiment avec une tour formant un avant-corps. Le premier est couvert d'un toit à longs pans et la seconde d'un toit à quatre pans en ardoise. Les grandes lucarnes rampantes sont des ajouts tardifs. Les pignons sont couverts, et celui exposé au nord-est conserve encore des éléments de charpente apparente (sous-arbalétriers, cercles). La tour est encadrée par deux corps en rez-de-chaussée avec terrasses en couverture, elles-même aujourd'hui couvertes par deux auvents. Les angles de l'avant-corps sont à pans coupés au rez-de-chaussée. Ils sont soulignés à l'étage par des pilastres corniers en pierre de taille surmontés d'une corniche-architravée. De part et d'autre de la façade, des pans coupés associent la brique et la pierre (chaînes de pierre harpées). La porte de la travée centrale est couverte d'un arc segmentaire, et toutes les baies en façade sont rectangulaires. La Villa Comoy se distingue des autres villas du quartier thermal par son ouverture sur l'espace public. Son architecte a exploité sa situation en hauteur en aménageant des terrasses qui constituent de véritables espaces à vivre avec vue sur les Garennes. La façade se distingue également par son décor en pierre sculptée, rare ailleurs. Ce décor est conservé (balustres des terrasses, chapiteaux des pilastres encadrant la baie centrale et lucarne de la travée centrale). Il semble inspiré de l'art de la Renaissance.

Deux murs de refend transversaux divisent le rez-de-chaussée en trois travées. La travée centrale correspond à la tour en façade. La porte d'entrée donne accès à un vestibule et de là, à la cage d'escalier située au fond, et aux travées latérales. La travée de gauche est composée de deux pièces disposées en profondeur qui correspondent à l'ancien cabinet du médecin. La travée de droite est également composée de deux pièces, sans doute à l'origine un salon et une salle à manger. Un étroit couloir passant derrière la cage d'escalier permet de relier les deux parties. Toutes les chambres à coucher sont situées à l'étage. Elles desservent les terrasses en façade. Sur le côté nord-est de la demeure, un corps en rez-de-chaussée est aujourd'hui couvert d'un toit en appentis. Il a pu être couvert d'une terrasse à l'origine.