El palacio, construido para servir de residencia de verano a los reyes de Baviera, consta de cuatro edificios rectangulares de dos pisos que se agrupan alrededor de un atrio sombreado como un rectángulo cerrado. La cara del valle del Rin está formada por una fila de columnas de doble nivel y aspecto antiguo en el centro, que conecta las caras del extremo occidental de las dos alas longitudinales. Los tejados a dos aguas son extremadamente planos. Tiene además una logia de dos pisos apoyada en pilares.
La Villa Ludwigshöhe no tiene jardín por deseo expreso de Ludwig I. Con una vista desde arriba sobre el paisaje del Palatinado, le había explicado a su constructor en respuesta a su pregunta correspondiente: "Un jardín especial es superfluo, toda la tierra alrededor, hasta donde alcanza la vista, es un gran jardín". Así que los viñedos, campos y bosques subsistieron alrededor de la villa.
En el interior los pisos son de madera noble e imitan los motivos de los antiguos mosaicos. Las pinturas en el techo y en las paredes datan de 1899 y se basan en el estilo que se había utilizado en las casas de Pompeya en los últimos años antes de la erupción del Vesubio y la caída de la ciudad en el año 79 d. C. mezclados con motivos de la región del Palatinado, pero la técnica pictórica no es la pompeyana, sino la de la época en que se realizó.
Además del rico interior artístico y artesanal de las majestuosas salas sociales, destaca la cocina.
La colección de cerámica Hinder / Reimers del estado de Renania-Palatinado ha encontrado un hogar en la bóveda histórica de la villa.
Casi al mismo tiempo que la Villa Ludwigshöhe, el Rey de Baviera encargó a su arquitecto de la corte, Koblenz Friedrich von Gärtner, que construyera el "Pompejanum" en Aschaffenburg. A diferencia del Pompejanum, el Villa Ludwigshöhe fue diseñado desde el principio para el uso real de la vida de Ludwig I y su familia. Por eso se añadieron dos "edificios auxiliares": el "Cavalierbau" para el personal y la corte y el Marstall.