L’architecte a aussi créé dans ses ateliers le mobilier et de nombreux éléments de décoration intérieure depuis les lustres jusqu’à la vaisselle et l’argenterie. La salle à manger est entièrement couverte de mosaïques conçues d’après des esquisses de Gustav Klimt et exécutées par Leopold Forstner en marbre, verre et pierres semi-précieuses. Aujourd’hui les dessins de Klimt se trouvent dans l’exposition permanente du musée des Arts appliqués de Vienne (Autriche).
Après l’inauguration, une rumeur populaire bruxelloise prétendait que le palais Stoclet tournait le dos à l’avenue de Tervuren, pour marquer l’hostilité de son propriétaire au roi Léopold II, initiateur de cette avenue, allée majestueuse destinée à relier le parc du Cinquantenaire au domaine royal de Tervuren. Effectivement, les Bruxellois étaient sans doute déconcertés par l’aspect épuré de cette façade aux lignes cubiques couvertes de marbre de Carrare décoré de baguettes de bronze. La tour est surmontée de sculptures de Franz Metzner.
Si côté rue, le palais présente un aspect urbain quelque peu austère, il s’ouvre de l’autre côté vers le jardin, également conçu par Hoffmann, avec deux avancées symétriques surmontées de terrasses qui assurent la liaison de l’ensemble palais-jardin indissociable. Le jardin reprend les lignes géométriques du bâtiment. La succession des éléments architecturaux et végétaux procure une impression continue, une promenade relie pièce d’eau, cabinets de verdure, pergolas, charmilles et ifs taillés, vasques et bacs à plantes qui ont été préservés jusqu’à ce jour.