张福运故居为二层混合结构西式楼房，占地4336.80平方米，建筑面积1238.27平方米。建筑内部为小肋空心砖楼板，外立面为红砖清水墙面。建筑的南立面两侧为明廊，中间设有露台。明廊上设装饰有铁栏杆的阳台，屋顶为由挑梁支托的大挑檐筒瓦多坡屋顶，下面为水泥砂浆断块饰面的台基。建筑正门的门庭地面铺有彩色大理石，门庭两侧设有穿衣镜和衣帽龛，正门门厅的入口处设有两根水刷石饰面的圆柱，这两根圆柱承托着梳形拱券井字格式筒顶。一楼的过道和各房间均为人字形地板，另外设有筒子板、三槽窗和镶板木门。一楼个别房的间顶棚梁和小肋以菲律宾木板包镶，房间内部各装饰和镶嵌有不同式样的花饰，还设有不同风格的壁炉。一楼客厅的墙身设有四组双柱双梁的附墙西洋古典柱式。建筑内二楼为带阳台和卫生间的卧室，二楼的走廊地面铺设有条形木地板，顶棚以线条和周边花饰做修饰，其中有的房间顶部为小井字梁顶棚。墙壁装饰有罗马塔司干式，壁柱。故居的门庭、走廊与各房间比例匀称，尺度合宜，上面的装饰物雕刻精致，故居外部设有院落，院内花草茂盛，树木成荫。张福运故居是一所具有欧洲庭院式建筑风格的别墅。