Arkitekturen
Hvordan Sophienholm så ud på Holmskjolds tid, ved vi kun fra J. L. Lunds tegning fra 1798 af huset set fra østsiden. På tegningen kan man se, at Sophienholm var udformet med et midterparti og to sidefløje på linje, hvoraf midterpartiet var højere end sidefløjene. Der var kælder under midterpartiet, men ikke under sidefløjene. Det er ikke svært at se, at bygningen op til tagskægget ligner den nuværende hovedbygning fuldstændigt. En undersøgelse i 1966 viste, at muren mellem midterpartiet og østfløjen tidligere har været en ydermur, og det antyder, at bygningen er opført i to tempi.
Da Constantin Brun (1746-1836) overtager Sophienholm i 1790, vælger han at modernisere stedet, og i perioden 1800-1805 blev der bygget om og udvidet. De nyklassicistiske boligidealer vandt terræn i Europa og også i Danmark og er de idealer, som Constantin Brun og arkitekten Joseph-Jacques Ramée (1764-1842) følger i den omfangsrige modernisering.
Constantin Brun skriver med egne ord om moderniseringen: ”År 1805 fulgte en total omformning, som bestod i at forsyne hovedhuset med en 1. sal og 2. sal, at nyindrette de to sidefløje og at lægge bliktag på hele huset…” og videre ”på samme tidspunkt byggede Ramée en hestestald til 8-9 heste og en hermed forbundet vognremise, endnu en stald til fire arbejdsheste, en bolig til kusken og staldknægtene og to vognremiser til mere end seks vogne, grisesti, toiletbygning, en gartnerbolig og en iskælder”. I kælderetagen skabte Ramée plads til køkken, to forrådskamre, vinkælder, anretterværelse, spisestue, og hvad Constantin Brun kaldte ”badeanstalten”, hvis vigtigste møbel var et stort badekar! Denne interesse for bade og badekultur er også typisk for tiden omkring år 1800.
Da Sophienholm blev overtaget af Lyngby Taabæk Kommune blev restaureringen forestået af kgl. bygningsinspektør Peter Koch. Det gamle hus trængte til en grundig istandsættelse og var desuden tidligere indrettet til beboelse for flere familier med deraf mange værelser. Det kom i høj grad restaureringen til gode, at familien Aller stort set havde bevaret bygningens oprindelige udseende og indretning fra Ramées ombygning i 1800-1805. At vi i dag har viden om Sophienholms bygningshistorie skyldes især de iagttagelser og undersøgelser, Aller-familien fra tid til anden har foretaget og nedfældet blandt andet i bogen om ”Sophienholm og familien Aller” af Hans Jacob Lemche også kendt som Lyngby-Bogen 1974-1975.
Hovedhuset blev omdannet, så de tidligere beboeres havestue, rygestue og kabinetter blev til udstillingslokaler og billetsalg i stueplan. Syv værelser på 1. sal blev til seks, så havestuerne i stueplan og på 1. sal blev identiske. De to stuer og to værelser på 2. sal blev bevaret, men fik ny funktion som kontorer. Det tidligere køkken blev til restaurant med selskabslokale, og det store rum i kælderen ud imod søen, der tidligere var familien Bruns spisestue og Allers rullestue, blev til restaurationskøkken og publikumstoiletter.
Ved Norske Hus inddrages landskabsarkitekten Torben Schønherr, der sammen med kunstneren Hein Heinsen skaber det arkitektoniske udsigtspunkt og den kunstneriske nedstigning fra huset Bjergbestigersken og erimitagen.