Fjellebros hovedbygning er i 2017 et asymmetrisk trefløjet anlæg, hvis fløje alle er i to etager med helvalmet tegltag.
Sydfløjen, der rummer en port, står vinkelret på vestfløjen.
I vinklen, hvor de to fløje mødes, er der mod gården er opført et firkantet tårn i to etager. Tårnet har fladt tag.
Den nordlige fløj, der oprindeligt var et fritstående hus, er imidlertid trukket længere mod nord end vestfløjens endegavl,
giver anlægget et sit asymmetriske udseende.

Nordfløjen er opført af Ebbe Ebbesen Munk i begyndelsen af 1600-tallet.
Oprindeligt var fløjen et fritstående enkelthus, og det er opført i røde mursten i krydsskifte på et fundament af kløvede kampesten.
Fløjen havde oprindeligt hvælvede kældre, som dog ikke længere er bevarede.
Foran nordfløjen stod oprindeligt et trappetårn, men det blev fjernet i slutningen af 1700-tallet, hvor Frederik Siegfried Rantzau renoverede bygningen.

I sine sidste leveår lod Ebbe Ebbesen Munk opføre portfløjen mod syd i samme stil som nordfløjen. En indskrift over porten fortæller, at dette hus stod færdigt i 1622, hvilket var samme år, som han døde.

Efter Ebbe Ebbesen Munks død førte hans enke Sidsel Høeg arbejdet videre, og det var således under hendes ejerskab, at vestfløjen blev opført.
I samme ombæring lod hun opføre en nu forsvunden østfløj.
Fløjen blev lige som trappetårnet fjernet i forbindelse med Rantzaus renovering i slutningen af 1700-tallet.

Daværende ejer Philip Ditlev Trampe lod i 1726 hovedbygningen ombygge, hvilket en tavle over nordfløjens dør vidner om.
Fjellebros hovedtrappe stammer sandsynligvis fra denne ombygning.
Hovedbygningen gennemgik mellem 1912 og 1913 en grundig restaurering ved arkitekt Gotfred Tvede.
Den er senest blevet restaureret og moderniseret ved Peter Koch.

Hovedbygningen er fredet.