Kättesaadavad mõisa kirjeldused pärinevad alles 16. saj. nn. Leedu meetrika koosseisu kuulunud revisjonist 1590. a., mil ta kandis juba nime Raadi.
Nimetatud revisjonis öeldakse, et mõis oli varasemas sõjas hävinud, kuid taastatud poola asehaldur Stanislaw Lockniczki poolt. Mõisa ehitisi piiras tara ja selles asuvat kahe poolega laudväravat kattis õlgkatus. Härrastemaja alles ehitati, kuid see oli ilus suur ristikujulise põhiplaaniga tellistest ja puust hoone, mida kattis sindelkatus. Majal olid suured klaasaknad; siin paiknesid glasuurkahlitest ahjud ja laudpõrandad. Kirjelduses antakse ka ruumide sisustuse ülevaade. See oli võrdlemisi lihtne: seinte ääres seisid pingid ja tugevad puulauad. Härrastemaja juurde kuulusid mitmed puust, osaliselt laud-, osaliselt õlgkatusega kõrvalhooned nagu köök, saun, õllekoda, seitsme jaotusega ait, kelder, valitseja majapidamine, juustukoda, leivaküpsetuskoda, laut jm. mõisamajanduses vajalikud ehitised. Seega vastab mõisakompleks G. Ränga uuritud 17. sajandi mõisatüübile, mille järgi 360 vaatlusalusest härrastemajast oli kivist ehitatud vaid 15, ülejäänud seevastu aga olid taluhoonetele lähenevad puuehitised.
Linnalähedane Raadi härrastemaja oli siiski oma sindelkatuse, korstna, klaasakende ja glasuurkahlitest ahjudega taluhoonestusest tunduvalt luksuslikum. /---/
Mõis kui tervik koosnes härrastemajast ja majandushoonetest, mis moodustasid ansambli. Ehituses oli olulisel kohal ansambli kooskõla looduse ning veega. Planeerimisel arvestati maastikureljeefi. Raadi mõisa puhul on tegemist järve, varasematel sajanditel 2 järvekese ja seda ühendava ojaga, mille kõrgel kaldal paiknesid härrastemaja ja seda ümbritsevad hooned. Järve kallas kujundati pargiks. 18. sajandi uuendusideede kohaselt pidi park moodustama ehitistele sobiva tausta ja neid täiendama. /---/
Raadi härrastemaja fassaad – ilmselt järve asukohta arvestavalt – kavandati edelasse avanevana. Tavaliselt kuulus sellise ansambli juurde ka peahoone ette ehitatud hoonestus. 19. sajandil paiknesid Raadi mõisa cour d’honneuri idapoolsel küljel mitmeosaline aitade, tallide ja tööliste elamu kompleks, lääneküljel sissesõiduvärav. /---/
Lossikompleksi kuulus 4 hoonet, mis kulgesid ühes reas kõrgendikul järve kirdepoolsel kaldal, kusjuures arvatav põhihoone – hilisema Raadi lossi 1840. a. neorenessanss-stiilis ümberehitatud nn. värviliste saalidega osa – oli veidi järve poole nihutatud. Võrreldes teiste 18. saj. lõpu mõisakompleksidega (Karlova, Lehola jm.) paiknevad Raadi neli ehitist ühes reas; Karlova puhul oli edelasse avaneva fassaadiga põhihoone kõrval hilisem ühendav hoone ning sellele järgnes edelapoolse viiluküljega ehitis. Ka Karlova härrastemaja puhul oli tegemist esialgu puumajaga, mis mitmes osas 18. saj. lõpul – 19. saj. algul kivihooneks ümber ehitati. /---/
Suuremad muutused ja Raadi kujunemine tõeliseks neorenessanslikuks lossiks jäävad ümberehituperioodi 1840–1842. 20. sajandi alguses ehitati renessanss-stiilis kuppel, kagutiib ehitati ümber kahekorruseliseks ning tehti ka mõned sisemised ümberkorraldused.
Härrastemaja juurde kuulus juba 18. saj. Hupeli teateil ilus aed; 19. saj. algusest lisanduvad andmed, et mõisas oli 4 vakamaa suurune kasvuhoonega lille- ja lustaed ning 10 1/8 vakamaa suurune inglise aed. Peale 1840. a. ümberehitust rajati uus hollandi stiilis park. Aastast 1921 kuni lossi hävimiseni 1944. a. asus lossis Eesti Rahva Muuseum.