Согласно разработанному зодчим М.Е. Месмахером проекту, северный парадный дворцовый фасад возвели в одном этаже, предусмотрев при этом два подъезда: Главный, или Парадный, – в центре здания и Собственный – в восточном флигеле.
Главный северный подъезд автор проекта дворца предусмотрел с высоким гранитным цоколем и выдвинутым ризалитом парадной лестницы, на площадке которой красиво смотрится высокая арочная входная дверь, украшенная великокняжеским гербом в роскошном картуше с гирляндами.
Дворец великого князя Алексея Александровича на набережной реки Мойки, 122, отличался от других подобных строений своим многообразием форм и разнообразием элементов украшения фасадов, соответствующих внутренней планировке дворца. Его здание стало одним из немногих в столице построек периода перехода от историзма к индивидуальному модерну. Зодчий М.Е. Месмахер впервые возвел в столице Российской империи необычный представительный городской объект асимметричных форм и композиции, «Г»-образный в плане. Башенка в два яруса с куполом и четырехъярусная шатровая башня над восточным флигелем придавали дворцу вид некого средневекового строения. Фасады дворца великого князя оформлены окнами с наличниками самой различной формы, пилястрами, колоннами, оригинальной балюстрадой и целым рядом иных элементов декора здания. Подобная довольно свободная и весьма прихотливая композиция великокняжеского дворца на набережной реки Мойки в совокупности с его великолепной художественной отделкой, по мнению авторитетных градостроителей, тогда предвосхитила архитектурную эстетику модерна. Считается, что прототипом дворца великого князя Алексея Александровича стали ренессанские итальянские виллы с их специфическими античными старинными особенностями. В этой трактовке проекта зодчего Месмахера убеждают фасад строения со стороны сада с его лестничной башней-бельведером и «помпейской» лоджией.
Зодчий М.Е. Месмахер, проектируя дворец на набережной реки Мойки, специально разделил его здание на асимметричные части, выделив несколько разновысоких объемов, соединенных вертикальными связями винтовых лестниц в дворцовых романтических башнях. Елена Игоревна Жерихина в книге «Усадьбы устья реки Мойки», высоко оценивая проект талантливого российского архитектора М.Е. Месмахера, вполне обоснованно заключает: «Дворец великого князя Алексея Александровича уникален как первый в России городской дом со свободной планировкой, предвосхитившей наступившую спустя десятилетие эпоху модерна. Замечательный русский архитектор, основатель школы декоративно-прикладного искусства, М.Е. Месмахер своим творчеством завершил эпоху историзма и привнес то новое, что открыло путь эпохе модерна в России. Его творчество можно охарактеризовать термином „протомодерн“, который определяет процесс художественной эволюции от историзма, как эпохи воссозданий к модерну. Прекрасно изучив историю искусств прошлого, тонкости исторических стилей, Месмахер воплотил их в декорациях Алексеевского дворца с глубоким пониманием, знанием этапов их развития и взаимосвязей, проявляя при этом безусловный вкус и чувство меры».