Peter Rantzaus Trøjborg var opført som et firefløjet anlæg, hvor nord- og sydfløjen udgjorde bygningens hovedfløje. Dele af de nye bygninger blev opført på de middelalderlige fundamenter. De to hovedfløje og de to smallere sidefløje var opført i mursten i renæssanceforbandt oven på en sokkel af granit.
Alle fløje var opført i to etager over en kælder, og i hvert af borggårdens hjørner var der placeret et trappetårn med kobberspir. Taget på de fire fløje var af skifer. Peter Rantzaus Trøjborg var godt beskyttet, idet bygningerne var omgivet af en grav med vindebro, ligesom graven var omgivet af palisader.
Under jorden fandtes tilmed et fængsel for borgens fjender. Arkitekten bag Trøjborg slot var muligvis nederlænderen Hercules von Oberberg, der stod bag de hertugelige slotte i Haderslev og Tønning. Ligesom disse var Trøjborg opført i nederlandsk renæssancestil..