Сравнение проекта Месмахера с сохранившимся декором здания, фотографиями 1900 года, проектами архитекторов-предшественников позволяет уточнить и расширить сведения о дворце. Более того, позволяет полнее выявить вклад в строительство Алексеевского дворца непосредственно М. Месмахера. Несмотря на то, что архитектор получил в свое распоряжение существующие постройки, ему удалось изменить их облик за счет смещения ряда композиционных акцентов и использования нового архитектурного декора. Месмахером по существу была создана последняя усадьба в Петербурге. Идущая от петровского времени традиция строительства усадеб вдоль берегов Мойки и Фонтанки была завершена строительством Алексеевского дворца.

Знакомство с первым вариантом проекта показывает, что архитектор стремился как можно меньше менять уже сложившуюся объемно-пространственную композицию, но, по-видимому, это ему не удалось. Последующие варианты свидетельствуют о поисках нового объемно-пространственного решения и архитектурного декора. Анализ проекта позволяет сделать вывод о том, что архитектор сохранил ранее существовавшие сочетания разновеликих объемов, пристроив к ним две башни, которые разнообразили силуэт. Без изменения осталась композиция бюстов и балюстрад над Главным и Собственным подъездами. Фасад западного, так называемого кухонного флигеля, тоже был оставлен в прежнем виде. Служебный флигель между набережной и восточным жилым флигелем превратился в Собственный подъезд. Второй этаж дворца был прорезан тремя полуциркульными окнами и акцентирован пилястрами. С большим тактом архитектор соединяет элементы ренессансного декора с введением башен, идущим от средневековой французской архитектуры. Мотив этих башен напоминает французские королевские дворцы-замки Шамбор, Шенонсо, Блуа, строившиеся на протяжении XVI–XIX веков и органично вписавшиеся в живописные берега долины реки Луары.

Поднятая над уровнем крыш четырехъярусная башня Алексеевского дворца занимала главенствующее положение в композиции здания и была видна издалека. Она завершалась шатровым верхом с малым сферическим куполом. У основания шатрового завершения располагались четыре мансардных выступа с волютообразными выкружками по бокам в нижней и верхней части.

Интересно, что почти одновременно с проектированием Алексеевского дворца Месмахер принимал участие в создании Массандровского дворца в Крыму. Первый проект дворца в Массандре был выполнен в 1880 году французским архитектором М. Бушаром. Созданный им художественный образ представлял собой тип дворца- замка эпохи раннего Возрождения с двумя круглыми средневековыми башнями, фланкирующими главный вход во дворец. Проект Бушара хранится в архитектурном отделе Научно-исследовательского музея Академии художеств, и очевидно, что Месмахер был с ним хорошо знаком. Бушару не удалось окончить строительство, так как он скончался через несколько месяцев после закладки дворца. В 1882 году умер и его владелец С. М. Воронцов, что приостановило строительство на десять лет. Имение было приобретено Удельным ведомством, и Александр III поручил Месмахеру, как придворному архитектору, завершить строительство дворца и его внутреннюю отделку (так же, как было в случае с Алексеевским дворцом).

Сейчас трудно сказать, Месмахер ли попал под впечатление проекта французского архитектора, или сам великий князь пожелал иметь в своем дворце мотив средневековых "лестниц в каменных футлярах". Башни не только удачно контрастировали с плоскостью стен и служили динамическим акцентом всей композиции, но несли и функциональную нагрузку, соединяя хозяйственные помещения дворца с парадными. Во время торжественных приемов по ним сновали многочисленные слуги, незаметно появляясь то на первом, то на третьем этажах. Кроме того, поднявшись по хорошо сохранившейся винтовой лестнице, выполненной из эстляндского мрамора и огражденной кованной железной решеткой, можно было наслаждаться живописными видами парка и округи, оторвавшись на минуту от "бренности бытия" и поднявшись над суетными мирскими проблемами.

Для того, чтобы сделать восточный фасад, выходящий на набережную реки Мойки, более торжественным, Месмахер пышно украшает два подъезда, выходящих на него — Главный и Собственный. Если судить по старым фотографиям, кровля над этими подъездами завершалась балюстрадами, на которых также были установлены бюсты. Шесть бюстов стояли над Собственным подъездом, десять бюстов — на балюстрадах первого и второго этажей Главного подъезда. Главный вход находится в центральном объеме дворца, Собственный подъезд — в восточном флигеле, поэтому он так и называется — флигель Собственного подъезда. По сторонам Главного подъезда были установлены выполненные по проекту М. Месмахера, два красиво нарисованных тройных фонаря на чугунных столбах.

Второй этаж над Главным подъездом в центральной части имеет три сближенных полуциркульных оконных проема, обрамленных профилированными наличниками. Боковые плоскости лицевой части второго этажа декорированы парными пилястрами, между которыми находятся профилированные панно. Над этими панно в двух круглых нишах были помещены бюсты. Боковые части выступа второго этажа и отрезки фасада по сторонам от него прорезаны двойными полуциркульными окнами, разделенными колонками. Главный подъезд выделен обработанными под «шубу» чередующимися квадратами. Над дверным проемом расположен картуш с гербом великого князя. Дверь декорирована ионическими каннелированными полуколоннами и полуциркульным завершением с орнаментальной лепкой. Собственный подъезд во дворце был решен не менее торжественно, чем Главный. Благодаря ему в парадные залы во время торжественных приемов можно было попасть сразу же, минуя менее значимые помещения. Вход в него помещался в северо-восточной части северного фасада в срезанном углу здания (по отношению к оси Главного подъезда). Парадная дверь также декорирована тосканскими колоннами и замковым камнем в виде гербового картуша. На колонны опирается раскрепованный антаблемент с лучковым фронтоном. Фасад подъезда обработан рустованными полосами и двумя квадратными нишами с люкарнами, окаймленными лепкой и защищенными орнаментальными чугунными решетками. Вестибюль Собственного подъезда выделен двухъярусной башней с восьмигранным куполом, завершенным шпилем в виде ажурного кованого цветка. Углы второго яруса башни вогнуты на гранях. Стороны второго яруса башни имеют прямоугольные проемы, обрамленные рамочными пилястрами с цветком в центре. Проемы завершены профилированными лучковыми фронтонами с лепкой.

Если судить по чертежам Месмахера, относящимся к восточному жилому флигелю, можно убедиться, что именно эта часть здания была подвергнута наиболее значительным переделкам. Зато чертежи, относящиеся к южному фасаду, показывают, что его архитектурное решение и декор вплоть до фрагментов лепных деталей, пилястр, фриза, воплощены в натуре лишь с небольшими отступлениями. В решении южного фасада архитектор добился наибольшей гармоничности.

Отдельно следует отметить мастерское владение зодчим искусством использования архитектурной детали, создающей контраст с геометризированной архитектурной формой. Месмахер уверенно распределяет на плоскости стен пилястры, наличники, многочисленные лепные детали, лучковые сандрики, картуши, фризы с лепными деталями, стремясь придать дворцу большую романтичность. Тонко пририсованные лепные детали подчеркивают изящество прихотливого композиционного решения, и составляют удивительный по красоте и гармонии облик дворца. Здание гармонично сливается с садом и монументальной оградой, протянувшейся вдоль набережной Мойки и окаймляющей участок с Английского проспекта до примыкающих к саду с востока соседних зданий.