- Si bien es conocido popularmente con el nombre de Palacio del marqués de Dos Aguas, fueron otros titulares del señorío de Onil, concretamente Ramon de Vilanova Rocafull, quienes iniciaron en el siglo XVI su construcción, que se prolongó al siglo siguiente; quedó entonces sin concluir, a falta de decoración y artesonados, si bien alguna sala presenta techo de alfarje.
- Es un edificio exento, de sillares de piedra y estilo gótico-renacentista, de planta casi cuadrangular.
- Consta de tres alturas
- Patio central con doce arcos de medio punto (son de mayor diámetro los que ocupan el centro de cada lado del cuadrángulo) formando claustro.
- Su planta principal presenta en su interior una galería techada con ventanales de inspiración mudéjar (pseudoajimeces).
- El edificio posee foso exterior y está flanqueado por cuatro torres, tres de ellas almenadas.
- La torre suroccidental forma el campanario de la iglesia parroquial (Iglesia de Santiago Apóstol), que ocupa el espacio occidental del palacio, al que se anexó, en la construcción del templo, una franja de edificio que amplía hacia poniente el cuadrángulo original.
- En la actualidad, tras su restauración iniciada en los años setenta del siglo XX, alberga dependencias representativas del Ayuntamiento de Onil.