L'ancienne ferme du Grand-Vaubrenon est constituée de quatre bâtiments maçonnés disposés sans régularité autour d'une cour. Le logis se trouve au nord. Sa vue est dégagée. Il est bâti en moellons de calcaire marbrier enduits et couvert d'ardoises sauf son aile sud dont la couverture a été refaite en tuile mécanique. Sa façade principale est ordonnancée. Deux corps transversaux encadrent le corps central, longitudinal, en léger retrait. Celui-ci est lui-même souligné en son centre par une double travée surmontée d'un fronton cintré à base interrompue, où prennent place les armoiries de la famille Belin de Chantemesle, surmontées de la couronne comtale et tenues par deux aigles. Au-dessous se détache une tête de cheval en ronde-bosse inscrite dans un médaillon. La base de l'étage et les impostes des fenêtres sont soulignés par des bandeaux continus en tufeau qui recoupent les chaînes d'angle en brique des ailes. Les baies sont majoritairement dotées d'arcs cintrés en brique, d'appuis et de piédroits en tufeau taillé. Seules se distinguent la porte et la fenêtre des travées centrales, cintrées mais entièrement en brique, et les deux fenêtre à plates-bandes de l'étage. Le bâtiment tire son originalité de la juxtaposition de trois fonctions rarement réunies : le logis du fermier qui occupe le rez-de-chaussée du corps central ; le logis de maître qui se déploie au rez-de-chaussée de l'aile nord (dont la pièce contient une cheminée en pierre de taille de calcaire marbrier de style néo-renaissance) et à l'étage en surcroît de l'aile nord et du corps central (trois pièces et une chambre s'y succèdent) ; l'écurie installée dans l'aile sud. L'étable-grange est situé au sud-est de la cour. C'est un vaste bâtiment, d'une largeur exceptionnelle, doté d'un comble à haut surcroît. Il est construit en moellons de grès et couvert d'ardoises (une partie de la toiture a été refaite en tôle nervurée). Ses jours sont en briques, et ses portes en brique et en calcaire marbrier taillé. Il comporte au centre deux corps longitudinaux servant au moins en partie de grange et, sur les côtés, deux corps transversaux abritant les étables. Sa façade principale, au nord, est ordonnancée. La remise est au sud de la cour. Elle est en partie masquée par un hangar moderne. Son gros-oeuvre, son second-oeuvre et son matériau de toiture sont identiques à ceux de l'étable-grange. La porcherie-fournil est située derrière le logis, à l'ouest. Elle est construite en grès. Ses baies sont entourées de calcaire marbrier taillé, sauf les jours du comble à surcroît, réalisés en brique, et les portes hautes des pignons, en brique et en calcaire. Le Grand-Vaubrenon appartient au type III des fermes.