L'institution Saint-Louis s'est installée sur une large parcelle située au sud de la levée d'Alsace qui était destinée, à l'origine, à protéger la caserne des carabiniers des crues du Thouet. L'urbanisation de cette levée a débuté vers 1840 et s'est poursuivie jusqu'au début du XXe siècle. L'établissement est constitué d'un corps principal, doté d'un pavillon central et de 2 pavillons latéraux - qui chacun présente une superposition des 3 ordres, toscan, dorique et ionique - et d'ailes en retour plus basses. Le pavillon central, qui abrite les statues de saint Louis et de Jeanne d'Arc, s'inspire de l'aile Gaston d'Orléans du château de Blois. La chapelle prend place au centre de l'aile antérieure ouest. Elle est dotée d'une nef à vaisseau unique et d'un chœur circulaire. Elle est dépourvue de transept. L'extérieur est inspiré de la cathédrale Saint-Louis de Versailles. L'intérieur a été conçu en style gothique angevin.