Schloss Petronell ist ein bedeutender Bau des 17. Jahrhunderts. Ab 1660 entstand unter der Bauführung von Domenico Carlone und Carlo Canevale unter Einbeziehung älterer Bauteile eine regelmäßige vierflügelige Anlage, die sich um einen rechteckigen Hof gruppiert. Das ehemalige Wasserschloss besticht von außen durch seine achteckigen Ecktürme, die Außenfassade ist zum Teil durch stuckierte Gesimse gegliedert.
Blickfang der Hoffassade ist die Pilastergliederung, das bedeutend höhere Hauptgeschoss, das über eine prunkvolle Freitreppe erschlossen wird. Im Erdgeschoss befindet sich eine Sala terrena mit illusionistischen Malereien aus den letzten Jahren des 17. Jahrhunderts. Der anschließende Raum wurde von Carpoforo Tencalla von 1670 bis 1673 mit Groteskendekorationen und einem Deckenfresko versehen. Davor hatte derselbe Künstler bereits den Großen Festsaal im Auftrag von Ernst III. Abensberg und Traun mit Wand- und Deckenfresken ausgestattet (1669). Die Fresken wurden 1683 durch die Osmanen beschädigt und 1696 durch Bernhardt von Weillern im Deckenbereich erneuert. Das Aussehen des Raumes wird durch Scheinarchitektur geprägt, die Wände durch monumentale Säulenpaare gegliedert. Bemerkenswert ist außerdem die Schlosskapelle mit ihrem reichem Stuckdekor.