Das Schloss ist ein eleganter, zweigeschossiger Barockbau, in Bruchsteinen hell verputzt, mit rötlich gefassten Werksteingliederungen. Über die elegante doppelläufige Freitreppe erreicht man den in der Mittelachse gelegenen, vortretenden Eingang, der im Obergeschoss einen Balkon mit schönem Rokokogeländer trägt. Das Hauptmotiv der Fassade sind die drei gleichbreiten Dreiecksgiebel über dem Mittelteil und den vorgezogenen seitlichen Risalitbauten mit ihren durch beide Geschosse laufenden Pilastern. Im Mittelgiebel prunkt das von Ranken und Fratzen eingerahmte Doppelwappen: rechts das der Familie Limpach mit Sternen, Posthorn und springendem Pferd, links das Wappen der Abtei Echternach, die Schwurhand vor dem Kreuz und dem Doppeladler. Insgesamt erinnert die Fassade an den Prälatenflügel der Abtei Echternach.
In den beiden seitlichen Drecksgiebeln befinden sich von Ranken eingefasste Rundfenster. Eine Kartusche über dem Haupteingang trägt die Inschrift mit dem Baujahr „ANNO 1780“. Auffallend sind die vielen in Stein gehauenen Fratzen über den Fenstern des Mittelteils, die sicherlich Trübsinn abwehren sollten. Handelte es sich doch um einen sommerlichen Landsitz, um ein Lustschloss. Verglichen mit der Südfront sind Rückseite und Seitenfronten schlicht gehalten. Das Mansarddach wird von einem kleinen Türmchen bekrönt. Die inzwischen wieder angebrachte Turmuhr und die von der Schloss-Weilerbach-Gesellschaft e.V. gestiftete Glocke verkündet dem Wanderer und dem Besucher die Zeit, wie sie es einstmals den dort lebenden und arbeitenden Menschen auch verkündet hat. Die vergoldete Wetterfahne entstammt einem Entwurf des Künstlers Franziskus Wendels.
Den sozusagen krönenden Abschluss fanden die Sanierungsarbeiten im Jahre 2010 mit der Aufbringung der Genien und Feuervasen. Der Trierische Volksfreund schrieb in seiner Ausgabe vom 14.09.2010 dazu Folgendes:
„Schloss Weilerbach hat seine Schutzgeister wieder. Auf dem Dachgiebel bewachen vier Genien Menschen und Ort vor bösen Geistern. "Genien sind Vorläufer der christlichen Schutzengel. Sie gehören zur überirdischen Welt, und ihr Element ist die Luft", erläutert Kreisdenkmalpfleger Michael Berens. Figuren, Flammenvasen und eine Wassergottheit über dem Eingangsportal zeigen die Elemente Wasser, Luft und Feuer, die man damals für die Eisenhütte benötigte.
Die Engel waren im zweiten Weltkrieg fast völlig zerstört worden. Torso und übriggebliebene Fragmente sind anhand historischer Fotos wieder zusammengesetzt worden. Der Dresdner Bildhauer Julius Hempel modellierte aus Gips und Ton die fehlenden Teile. In Zusammenarbeit mit dem Trierer Restaurator Thomas Lutgen wurde eine bildhauerische Kopie nach einem Punktierverfahren hergestellt. Lutgen: "Die Skulpturen bestehen jetzt aus Reinharzdorfer Sandstein, da es den Bollendorfer Sandstein nicht mehr gibt." Handwerker und Restauratoren befestigten die filigranen Engel - jeder wiegt 650 Kilogramm - auf einer Edelstahlplatte am Schlossdach.“
Die Schloss-Weilerbach-Gesellschaft e.V. hat dieses Projekt umgesetzt und damit wesentlich dazu beigetragen, dass das äußere Erscheinungsbild des Schlosses wieder der originalen Schönheit entspricht.
Der Symmetrische Bau ist nur ein Zimmer tief. Alle Räume liegen nach Norden, während längs der Südseite der Korridor verläuft. Bemerkenswert im Inneren das helle Treppenhaus mit einer zweiläufigen, neu aufgebauten Sandsteintreppe sowie der Saal im Obergeschoss des Westflügels. Im Festsaal und den Nachbarräumen im westlichen Seitenflügel wurden die gemalte Lambris (Vertäfelungen) von 1780 restauriert und ergänzt; die Reste der Stuckarbeiten in den Fensternischen stammen aus einer zweiten Ausstattungsphase um 1880. Im Abtszimmer im östlichen Seitenflügel wurde die barocke ornamentale und figürliche Ausmalung mit lustigen Vogelbildern aus der Bauzeit restauriert. Interessant ist auch die Küche mit ihrem monumentalen Kamin und dem Gewölbe. Leider hat sich vom Schlossinventar hier nichts mehr erhalten.