Дом Демидовых - это строение в 3 этажа с двумя фланкирующими флигелями по красной линии представляет собой один их характерных вариантов городской усадьбы. Флигели соединялись железной решеткой на белокаменных столбах. Расположение по красным линиям фасадов усадеб отразилось на устройстве парадных подъездов к зданию и к проезду во владение. Решением этой задачи мог быть сквозной проезд в центре дома и устройства парадного крыльца.
Этот способ считался более парадным и классическим и подчеркивал симметрию фасада. Вторым вариантом могло быть устройство подъездов с боковых сторон зданий с несимметричным расположением главного входа. Въезд в усадьбу Демидовых был устроен в центре дома - это было сделано из-за рельефа, не позволявшего сделать одинаковые въезды у боковых сторон дома. Сразу за домом начинался двор, а потом сад. Главный вход в здание - парадное крыльцо было расположено в проезде под домом.
Проезд во двор в центральной части изначально делил 1 этаж дома на две автономные части: западная половина - «людские покои» и сени, помещения бани и вспомогательная деревянная лестница; восточная половина дома это - парадный вестибюль или «парадные сени» с колоннами, парадная лестница со ступенями из дикого камня, «людские покои», кладовая, малые сени для выхода во двор к кухонному корпусу. Продольные стены проезда до сих пор оформлены тосканскими колоннами (по четыре с каждой стороны и по две ниши, расположенные напротив друг друга).
В отличие от классических ордеров они выполнены без базы и в антаблементе присутствует только архитрав, колонны выполнены парно, подчеркивая нагрузку верхних этажей. Колоннами оформлен также вестибюль перед главной лестницей. В данном случае колонны выполняют не только декоративную роль, но и конструктивную.
Лестница выполнена на четырех столбах с арками. Прежде лестница на 2 этаж приводила в светлую переднюю и далее в парадные комнаты анфилады, а также с этой площадки был боковой вход в большой зал и смежные с ним подсобные помещения. Часть этих комнат освещалась окнами второго света, устроенными на внутренней стене против основных проемов лестничной клетки.
Для XVIII века был характерен определенный порядок расположения предметов, так, зеркало в резном обрамлении на первой промежуточной площадке между первым и вторым этажом служило для удобства повседневного использования.
Для парадных было характерно минимальное количество предметов мебели (несколько кресел и возможно ломберный столик), которые могли размещаться только вдоль стен.
После выкупа усадьбы для Школы межевых топографов и позже, после объединения с КМИ, произошли значительные переделки восточной части основного корпуса, а именно, расширение церкви (не вмещавшей всех воспитанников) и устройство алтаря, пристройка апсиды. А также устройство теплых сеней в 1 этаже, давших тепло всей лестнице, так как никак не удавалось иначе спастись от холода.
В 1958 году был разработан план реставрации под руководством архитектора В.Н.Горбачева. Одной из задач было обрамление проезжей арки с устройством парадного входа в дом и восстановление двух ниш в продольных стенах вестибюля 1-го этажа. На данный момент ниши восстановлены.
