Sur la façade donnant sur l’actuelle rue des Ursulines, on peut noter la régularité des lignes qui donne à l’ensemble un équilibre harmonieux en partie gauche, mais c’est surtout le porche, et son monumental tympan, qui retient l’attention.

Au centre domine la Vierge sous la protection de laquelle était placé le couvent : « Sub tuum praesidium confugimus sancta Dei Genitrix » (Nous nous réfugions sous ta protection, Sainte Mère de Dieu). Elle porte dans sa main droite son fils et de la gauche protège une des deux Ursulines placées à ses pieds. Il pourrait s’agir de Marie de Hocquiguan, qui a été la grande ouvrière de l’implantation des Ursulines à Saint-Denis.

En arrière plan, deux anges encadrent la vierge, l’un tenant la maquette d’une chapelle (symbolisant probablement la présence de la chapelle à l’intérieur du couvent) et l’autre soutenant le voile de la Vierge. Enfin, aux deux extrémités, on retrouve à gauche une jeune fille et une novice, symboles de la double vocation d’instruction des Ursulines, tant dans les ordres qu’auprès des élèves séculières.

A l’intérieur même du couvent, il convient de souligner la cohérence de l’organisation de l’espace. La Chapelle y tient une place centrale, contrairement par exemple au couvent des carmélites de Saint-Denis, dont la chapelle est située à l’extérieur de l’ensemble conventuel et se décompose en trois espaces de taille comparables, chacun étant dédié à une des vocations essentielles des Ursulines, l’ouverture sur le monde, l’enseignement des jeunes filles et la dévotion à la vierge.

Architecture typique du XVIIe siècle, l’ensemble devait être remarquable pour l’harmonie de ses lignes, soulignée notamment par les grandes fenêtres du rez-de-chaussée et du premier étage, avec leur encadrement en pierre taillée, et les mansardes, « avec leur fronton sobre et bien soigné ».