Sau khi Bảo Đại được người Pháp đưa trở lại nắm quyền (1949), thấy nơi đây khá đẹp và yên tĩnh nên chính phủ Việt Nam do Bảo Đại làm Quốc trưởng đã mua lại từ tháng 8-1949 và cho sửa sang toàn bộ dinh cơ này. Vua Bảo Đại đã dùng dinh cơ này làm tổng hành dinh và nơi làm việc cho các quan chức trong “lãnh thổ” của mình. Đến năm 1956, chính quyền Ngô Đình Diệm sử dụng làm dinh dành riêng cho tổng thống. Dinh được sửa sang lại, làm thêm đường hầm, hai bên có phòng làm việc của các phụ tá, sĩ quan,… Đường hầm này là lối thoát hiểm, kín đáo thông ra một sân bay trực thăng nhỏ, đề phòng các cuộc pháo kích và đảo chính. Sau khi Ngô Đình Diệm bị trừ khử, dinh thự này vẫn được dùng làm nơi nghỉ mát của các nguyên thủ quốc gia kế tiếp của chế độ cũ cho đến năm 1975. Sau năm 1975, được dùng làm nhà khách của Trung ương và sau đó do Công ty DRI quản lý và sử dụng.

Dinh nằm trong một rừng thông xanh thẫm. Lối vào dinh là một con đường rải nhựa với hai hàng cây tràm thân trắng cao vút. Cuối con đường là một đảo hoa hình quả trứng (oval) làm bình phong trang trí để xoay chuyển hướng đến sảnh đón chính của toà nhà. Chính yếu tố này đã tôn thêm vẻ cổ kính cho công trình. Quanh đó còn có một số hạng mục công trình kiến trúc khác như nhà dành cho ngự lâm quân, nhân viên phục vụ và một hệ thống sân sườn, bể nước vòi phun, lối đi dạo, vườn ngự uyển dẫn vào rừng săn bắn có chỗ nghỉ chân với hồ tắm thiên nhiên tạo thành một quần thể kiến trúc đẹp, sang trọng và hoàn chỉnh.

Tòa nhà chính gồm một tầng hầm, một tầng trệt, một tầng lầu. Mặt bằng được bố cục đối xứng với lối vào chính giữa, hệ thống cầu thang và hành lang mở ra hai bên. Tầng trệt có sảnh lớn, phòng tiếp khách, phòng họp lớn,... Lầu 1 gồm các phòng ngủ bao xung quanh một hành lang giữa.