Clădirile anexate, situate în spatele aripii nordice au fost construite în deceniile următoare; un corp cu funcţii gospodăreşti, cu planimetrie în forma literei „U” a fost realizată de palerul Johann Hoffmann în 1781–1782 (astăzi numai corpul paralel cu drumul principal mai stă în picioare). Imaginea de ansamblu a castelului din Dumbrăvioara este decisiv influenţată de corpul central neobaroc. Acesta a fost construit de strănepotul cancelarului, exploratorul african Teleki Sámuel, proiectul fiind făcut de arhitectul Möller István (1860–1934), profesor la Universitatea Tehnică din Budapesta, între anii 1912-1914. Prin aripa centrală, a unit cu deosebit simţ arhitectural corpurile existente din secolul al XVIII-lea, transformând ansamblul, care producea până atunci impresia unui conac, într-un tot unitar asemănător castelelor cu cour d’honneur reprezentative ale perioadei barocului. Lucrările de execuţie au fost conduse de antreprenorul Csiszár Lajos, arhitect foarte popular la acea vreme în Târgu-Mureş. Aripa centrală însă nu a fost locuită niciodată: în perioada interbelică familia n-a mai dispus de resursele financiare necesare finalizării amenajărilor interioare, clădirea a fost folosită ca depozit.

În perioada interbelică, castelul a fost considerat unul dintre cele mai fastuos amenajate locuinţe aristocratice transilvănene. În urma devastării şi prădării postbelice însă, mobilierul fusese distrus aproape în întregime, astfel că în zilele noastre nu poate fi studiat, din păcate, decât pe baza izvoarelor scrise şi a celor fotografice. Amenajările şi funcţiile încăperilor de la sfârşitul secolului al XVIII-lea au putut fi reconstituite pe baza inventarelor. Studiindu-le s-a putut clarifica faptul, că încăperile din aripa sudică îndeplineau funcţii legate de personalul castelului, de activităţi casnice şi gospodăreşti. Familia nobiliară locuia în aripa nordică. Apartamentul stăpânului casei a fost amenajat în pavilionul din capătul vestic; sălile folosite de femeii din familie se aflau spre est, iar între cele două apartamente şi-au găsit loc reprezentativa sală mare („palota”) respectiv camera de zi şi dormitorul. La începutul secolului XX castelul adăpostea numeroase portrete ale membrilor familiei, printre care şi cele de renumitul pictor maghiar al epocii reformiste, Barabás Miklós (1810–1898) din 1837, astăzi identificabile din păcate numai pe baza fotografiilor de arhivă.

Imaginea de ansamblu a castelului este decisiv influenţată de corpul central neobaroc. Cele două clădiri vechi au fost construite în stil baroc, stilul arhitectural caracteristic în timpul domniei împărătesei Maria Terezia, cu încăperi tăvănite. O atenţie specială merită stucaturile de boltă de bună calitate în două încăperi. Cele două clădiri erau conectate de Samu Teleki printr-o clădire cu mansardă şi o rampă. Noua clădire neobarocă creează o armonie cu faţadele vechi. Cele trei clădiri în forma literei „U” au fost înconjurate de un parc. Aripa nordică a castelului găzduia sălile reprezentative ale familiei nobiliare: reprezentativa sală mare („palota”) respectiv camera de zi, apartamentul stăpânului casei, apartamentul stăpânei, dormitorul cuplului Teleki, apartamentele flăcăilor și fetelor, casa cancelistului și diferite săli de depozit. Încăperile din aripa sudică îndeplineau funcţii legate de personalul castelului, de activităţi casnice şi gospodăreşti. Aici se aflau încăperile cu funcţii gospodăreşti, bucătăria și apartamentul bucătarului, iar sub aceste săli se afla depozitul pentru legume, pâine și pivnița de vinuri. După ce au terminat aripa laterală în spatele aripei de nord, personalul a fost mutat aici, iar în aripa de sud au fost amenajate camerele de oaspeți. În spatele aripei de sud s-a aflat până începutul celui de al doilea război mondial un manej în formă de semicilindru, cu data de 1825 inscripționată pe fațadă. Cripta familiei a fost construită tot de Sámuel Teleki (II.) în 1774. Până 1916 acolo au fost înmormântate membrii familiei din cancelariat, în total cincisprezece adulți și cinci copii, printre care și întemeietorul bibliotecii și strănepotul său, exploratorul african Teleki Sámuel (VI.). Arhitectul castelului - construit în două faze - este necunoscut, dar şantierul era condus de palerul târgumureşean, Paul Schmidt. Pe baza izvoarelor au fost identificate mai multe nume de meşteri târgumureşeni participanţi la edificarea clădirii: zidarul Friedrich Poch, dulgherul Mihály Győrfi, un tâmplar pe nume Thomas, de origine germană, lăcătuşul Jacob Mizler, iar unele elemente de piatră sculptată au fost realizate de pietrarii clujeni Josef Hoffmayer și Anton Schuchbauer, cel care a realizat și stucaturile din două camere în anul 1786.

Relații de proprietate: urmașii familiei Teleki au primit înapoi castelul în 2005, dar nu doresc să îl păstreze.