Xung quanh phủ và ven các hồ lân cận, nhà chúa cho xây dựng khá nhiều nguyệt đài, thủy tạ, như dựng Tả Vọng đình trên Gò Rùa (nền Tháp Rùa ngày nay); dựng cung Khánh Thụy; đắp núi Ngọc Bội để tôn vinh võ công ở bờ phía Tây hồ. Nhà chúa cũng thường cho lập các trại thủy binh trên hồ. Ở cửa ô Tây Long (Bảo tàng Lịch sử ngày nay), vào thế kỷ thứ XVII, chúa Trịnh Doanh cho xây lầu Ngũ Long mang hình năm con rồng, (vào năm 1644). Lâu cao 300 thước, được dát bằng mảnh sứ và có đá cẩm thạch quấn quanh, đến năm 1787 lầu này bị đốt cháy cùng với toàn bộ quần thể phủ Chúa[5]...

Chúa Trịnh còn cho xây dựng ngoài phủ những chuồng voi ước chừng có từ 150 -200 con, hàng ngày được dẫn xuống sông để uống nước và tắm rửa, rồi những kho thuốc súng và Bãi duyệt binh mà Dampier miêu tả: Đằng trước phủ chúa có một bãi rộng hình vuông cho quân lính luyện tập. Ở một bên có chỗ cho các quan ngồi xem quân lính luyện tập. Ở một bên khác có một kho súng ống và đạn đại bác. Bãi cát duyệt binh này đã là một địa điểm chính trong những ngày lễ Tế cờ và thi đấu võ. Lịch triều hiến chương ghi: Sau những ngày lễ Tế cờ, thi (Bắc cử) ở bãi cát giữa sông.... có thi nghề múa đao của các quân.

Cấu trúc nội phủ đúng là một cõi tráng lệ chẳng kém gì cung vua: Để bước vào phủ, trước tiên phải đến Chính môn.

Gần đây, có tài liệu nghiên cứu nói rằng: Chính môn nằm ở gần chùa Chân Tiên[6] để thờ Tống Thiên Thần Vương, người giúp Trịnh Liễu đặt quý địa (mà chùa Chân Tiên vào thời tồn tại phủ chúa Trịnh nằm ở làng Phụ Khánh tổng Tiền Nghiêm, khoảng di tích nhà tù Hỏa Lò ngày nay tức là góc phố Hai Bà Trưng-Thợ Nhuộm, lệch về phía tây bắc gần phố Cửa Nam thời nay hơn; về sau thời Pháp thuộc, cuối thế kỷ 19, chùa được di chuyển xuống phía đông nam đến đất làng Thể Giao, cuối phố Bà Triệu bây giờ để lấy đất xây nhà tù Hỏa Lò)[7]. Nhưng theo nhà sử học Trịnh Quang Vũ, thì: ...Vương phủ trải dài từ khu vực phố Cửa Nam, Hàng Bông ngày nay qua phố Phủ Doãn, Quang Trung, ra tận hồ Hale (hồ Thiền Quang) và xuyên xuống phố Bà Triệu, chia ra ba cửa chính: Chính Nam (phố Bà Triệu), Tuyên Vũ Môn (có Ngũ Long Lầu, cao 70m, là Bưu điện Hà Nội nay) và Diệu Đức (thông ra Cửa Nam kinh thành Thăng Long). Tổng số có 52 cung, phủ, điện, đài, vườn ngự uyển, hồ, trại lính...[8]. Vậy có thể thấy rằng, Phủ chúa Trịnh có 3 cửa: cửa phía nam gọi là Chính Nam hay Chính Môn (khoảng phố Bà Triệu), cửa Diệu Đức Môn (phía tây, là cửa chính thông ra Cửa Nam của kinh thành Thăng Long-nơi vua Lê ở, là hướng giao lưu chính với Hoàng thành Thăng Long) cửa này có lẽ mới gần chùa Chân Tiên ở thôn Phụ Khánh tổng Tiền Nghiêm, cửa phía đông Tuyên Vũ Môn (quay ra khoảng giữa hai hồ Tả Vọng và Hữu Vọng, gần lầu Ngũ Long).

Qua Chính môn (Chính Nam), vào cửa thứ hai là Cáp môn, có xá nhân canh giữ. Tiếp đến là phủ Tiết chế, khu quân lính. Từ Cáp môn có Tiền mã quân túc trực tới đại điện. Sân điện rộng lớn nằm ở chính giữa. Thềm gác 2 tầng bày nghi trượng, vũ khí, chiêng trống, nghi vệ. Phía sau là tòa Trung Đường, Nghị sự đường, Hậu đường, Tĩnh đường.

Nội cung có lầu Ngũ Phượng, nơi tuyên phi ngự và có các hoa viên. Đường nối qua các cung là hành lang có điểm hậu mã quân túc trực, bao lơn lượn vòng kiểu cách tuyệt đẹp. Sau nội cung có Thái Miếu.

Theo lời mô tả của S.Baron, thương gia Anh Quốc đến Thăng Long năm 1680, thì: Phủ Chúa ở Trung tâm thành phố Kẻ Chợ. Những dinh thự dành cho người nhà chúa được xây 2 tầng có nhiều cửa mở thoáng đãng. Các cửa đồ sộ, chạm trổ công phu và tất thảy đều làm từ gỗ lim[9]. Các tư thất và cung dành cho phụ nữ đều lộng lẫy, xa hoa, có chạm trổ, sơn son thiếp vàng. Sân trước khu dinh thự có chuồng voi lớn và ngựa tốt, trong sân có nhiều vườn cảnh, khóm cây; lối đi có những chòi tháp nhỏ, ao cá và tất cả những gì chúa giải trí, vui chơi, mặc dù họa hoằn chúa mới đến đây thưởng lãm.

Vườn Ngự uyển ở sau cùng của Vương phủ có nhiều hồ lớn, quanh bờ trồng nhiều cây cảnh kỳ lạ được thu thập từ muôn phương. Đường uốn lượn quanh co, giữa đất bằng có núi non ghép cảnh; lâu đài bên hồ có thạch kiều, liễu rủ; trong vườn có nhiều chim thú lạ.Phủ chúa Trịnh quả đúng là cõi tiên nơi trần tục, khiến Hải Thượng Lãn Ông Lê Hữu Trác miêu tả đầy thán phục trong Thượng kinh ký sự: Đi tới cổng phủ, quan truyền mệnh dẫn qua hai lần cửa nữa rồi rẽ về phía trái. Tôi ngẩng đầu nhìn, thấy bốn bề tám phía chỗ nào cũng có cây cối um tùm, chim kêu ríu rít, trăm hoa đua nở, gió thoảng hương trời. Hành lang, lan can quanh co, tiếp nối song song. Người giữ cửa truyền báo lệnh công đi lại tíu tít như mắc cửi. Vệ sĩ canh gác cửa cung, ra vào phải có phù hiệu.... Vòng quanh ước chừng một dặm, nơi nào cũng lầu đài, đình, gác, rèm châu cửa ngọc, ánh nước mây lồng, suốt lối toàn hoa cỏ kỳ lạ, gió thoảng hương trời, thú đẹp chim quý, nhảy nhót bay hót, giữa đất bằng nhô lên ngọn núi cao, cây to bóng mát, nhịp cầu sơn vẽ bắc ngang lạch nước quanh co, lại có lan can toàn bằng đá màu. Tôi vừa đi vừa ngắm, thực chẳng khác gì cõi tiên vậy[10].

Phủ chúa Trịnh ngày thường đã là bậc kỳ quan kiến trúc nhưng đến ngày lễ hội thì vẻ đẹp xa hoa của nơi đây mới thực sự bộc lộ hết. Nguyễn Án viết trong cuốn Tang thương ngẫu lục: Mỗi năm đến tết Trung thu, từ trước mấy tháng, chúa phát gấm trong cung ra để làm hàng trăm, hàng nghìn cái đèn lồng, cái nào cũng tinh xảo tuyệt vời, mỗi cái giá đến mấy chục lạng vàng. Đến ngày chúa ngự ra chơi Bắc cung, cung có cái ao gọi là Long Trì rộng nửa dặm. Trong ao trồng rất nhiều hoa sen, hoa súng. Ven ao đắp đất trồng đá làm núi, chỗ cao chỗ thấp, dàn đặt có hình thế. Có những chỗ khuỷu để cho nhạc công ngồi đàn sáo. Bờ ao trồng hàng mấy trăm cây phù dung, treo đèn ở trên. Sóng trăng rập rờn, trông xa tựa hàng vạn ngôi sao sáng...