La antigua torre de Arteaga fue reconstruida a finales del siglo XV, pero hasta 1856 no adoptó el aspecto que presenta en la actualidad. Ese año, las Juntas Generales de Bizkaia cedieron el edificio a la emperatriz Eugenia María de Montijo, esposa de Napoleón III de Francia, ya que era descendiente del linaje de la torre. Acometieron entonces la tarea de reconstrucción de la antigua torre, según el proyecto del arquitecto de la corte francesa Couvrechet, sustituido a su muerte por Ancelet.

Es un torreón neogótico, concebido como torre fortificada. Está construido según el modelo de la arquitectura gótica francesa y refleja el esfuerzo del Romanticismo por recuperar el estilo gótico.

Cuenta con varios elementos representativos del Neogoticismo: arcos ojivales, gárgolas que representan animales, vanos duplicados y las características de la arquitectura militar gótica (almenas...).

La planta se asienta en los mismos cimientos que la antigua torre y forma un rectángulo de 17 m x 12 m interrumpido en un ángulo por una torre en cuyo interior se encuentra la escalera del castillo.

Está construido en sillería de mármol gris y rojo, y en cada una de sus cuatro fachadas presenta dos arcos ojivales alargados que van hasta la cornisa y en los cuales pueden apreciarse ocho ventanas del mismo tipo, dos por planta. La ventana principal ostenta un soberbio escudo de armas.

En la parte superior de las cuatro fachadas y de la torre hay un cuerpo saliente almenado.

La construcción contaba con sótano y cuatro plantas. En la planta baja estaban la bodega, las habitaciones del servicio y una sala para uso del servicio. En las plantas superiores se repartían dormitorios y salones. Una amplia escalinata de mármol lleva a la entrada de la primera planta en la que hay un amplio vestíbulo con abundante y rica decoración. En esa planta, además, hay dos salones con sendas chimeneas monumentales de mármol gris y roble, con grandes zócalos fabricados en esa misma madera.

La habitación de los emperadores estaba en la segunda planta y dispone de un oratorio con dos hermosas vidrieras coloreadas. Las plantas superiores se destinaban al servicio de mayor categoría. Una escalera elíptica comunicaba todos los pisos.

El jardín, que en la actualidad se encuentra en mal estado, fue diseñado por Newman, jardinero de la casa imperial.