ผนังของพระที่นั่งก่อด้วยอิฐฉาบปูนที่มีความหนาเป็นพิเศษ เพื่อให้สามารถรองรับน้ำหนักโครงสร้างอาคารแบบยุโรปได้ เอกลักษณ์ที่สำคัญคือการทำ "ซุ้มหน้าต่าง" เป็นรูปโค้งแหลมหรือที่เรียกว่าซุ้มหน้านาง ซึ่งเป็นศิลปะแบบอยุธยาตอนปลาย โครงสร้างผนังมีการใช้เทคนิคการก่ออิฐสลับแนวแบบฝรั่งเศส ซึ่งช่วยให้กำแพงมีความแข็งแรงทนทานต่อสภาพอากาศ แม้ผ่านเวลามาหลายร้อยปี ผนังส่วนใหญ่ยังคงตั้งตระหง่านอยู่ได้ แสดงให้เห็นถึงคุณภาพของปูนตำโบราณที่ใช้เชื่อมประสานอิฐ บริเวณซอกกำแพงและผนังในอดีตเคยมีการประดับลวดลายปูนปั้นที่ประณีตและมีการเจาะช่องสำหรับวางตะเกียงเพื่อความสวยงามในยามค่ำคืน