המבנה תוכנן ע"י האדריכל שארל ג'ירו (charles girault), ונבנה בסגנון האדריכלי – האומנויות היפות  Beaux-Arts architecture שנלמד באותה התקופה בביה"ס לאומנויות יפות שבפריז והתבסס על העקרונות הניאו קלאסיים הצרפתיים, בשילוב אלמנטים גותיים ורנסנסיים.

מוזיאון פטי פאלה (הארמון הקטן), הוא למעשה חלק ממתחם גדול המכונה ה- גראנד פאלה (הארמון הגדול), שניהם נחשבים למבנים היפים ביותר בפריז, יחד עם מבנים נוספים באותו המתחם, הן בתוכו והן מחוצה לו.

הידעתם: מלך בלגיה לאופולד השני, התרשם עמוקות מהפטי פאלה והזמין מספר עבודות מהארכיטקט ג'ירו כולל שער הניצחון המדהים בבריסל.

הפטי פאלה שבנייתו החלה ב1897הינו מבנה מרשים ביופיו, מעוטר בחלונות מקושתים, עשיר בפרטים קישוטיים מפוסלים, אשר הושלמו במשך יותר מ- 20 שנים (בין השנים 1903-1925). בחצר המטופחת להפליא של המוזיאון, נראים אלמנטים אדריכליים רבים, בעלי קומפוזיציה סימטרית ועמודים עשויים גרניט וברונזה מוזהבת, מקיפים את החצר ומגיעים עד לגלריה המקורה של המוזיאון. למוזיאון אנו נכנסים כשאנו עולים במדרגות הרחבות דרך שער מוזהב מרשים בגודלו. מעל לשער טימפנון מרשים מאת הפסל ז'אן אנטואן אינג'לברט מתאר לנו את פריז מוקפת במוזות. לכניסה הראשית יש כנפיים ארוכות ואת המפלס התחתון נראה בגובה המדרגות כאשר תשעה חלונות מכל צד מאירים אותו. המפלס העליון מואר בחלונות ענק כאשר עשרה עמודי שיש גדולים מגינים עליהם. שימו לב לסמלה של פריז שנמצא בראש כל ביתן בקצה החזית, מפוסלים בידיו של אמיל פיינוט.

עצרו רגע לפני שאתם נכנסים, קחו כמה דקות לבחון את הפסלים המרהיבים בצידי המדרגות. צד ימין הפסל "הסיין ויובליו" מאת הפסל דזירה מוריס פרארי. צד שמאל הפסל "ארבעת העונות" מאת הפסל לואי קונברס. כעט אנו יכולים להיכנס, נוריד מבט לרצפת המוזאיקה המפוארת, נעבור לקירות מחופי השיש ונמתח את הצוואר לציורי התקרה המדהימים מעוטרים בגילופי גבס.

עם סיום התערוכה הבינ"ל בשנת 1900 הוסב המוזיאון בשנת 1902 למוזיאון לאומנויות יפות, על מנת להציג תערוכות קבועות של אוספים כמו גם, תצוגה שוטפת של תערוכות מתחלפות.