Herregården Gammel Estrup ligger for foden af en høj bakke, Helligbjerg, og lige ved Alling Å med udstrakte engarealer mod øst. Voldgrave omkranser herregårdsholmen, og mod vest er der dobbelte voldgrave. Syd for hovedbygningen ligger fem karpedamme. Fra herregården fører broer til avlsbygningerne og en mindre bro til haven.
Herregården fremstår i dag som et renæssanceanlæg med tre fløje samt en spærremur mod øst. Vestfløjen er hoved- og ankomstfløj med portgennemkørsel, porttårn med kamtakgavl og to ottekantede hjørnetårne med flade, balustradekantede afslutninger. Asymmetrisk placeret ses sydfløjens gavl, der ligesom de øvrige gavle i dag har kamtakker, men har haft svungne kamtakker. Alt har renæssancens stiltræk: store vinduer med fladrundbuede spejl, profilerede etagedelinger og tandsnitsgesimser.
Anlægget er skabt i etaper. Ældst er vestfløjen, som stammer fra Lauge Brocks borg opført omkring år 1500 som afløser for en ældre borg. På gårdfacaden ses i murværket spor af sengotiske vinduer og døre i muren. Eske Brock og hans svigersøn Jørgen Skeel ombyggede gården og opførte den nye sydfløj længere mod syd, så borggården blev større. De lavede gennemkørselsporten, porttårn, hjørnetårne og trappetårne i gården. I årene 1749‑51 blev nordfløjen fornyet ved arkitekt Nicolaus Hinrich Rieman, der tilpassede stilen til de ældre fløje. Den oprindelige østfløj er i dag forsvundet.
Ladegården, der danner en storslået optakt til hovedbygningen, blev opført fra begyndelsen af 1600-tallet.
Fra 1625 til 1926 ejede slægten Skeel, senere kaldet Scheel, herregården. Gennem århundrederne nyindrettedes interiørerne. Meget stammer fra begyndelsen af 1700-tallet, bl.a. en række fornemme stuklofter. I riddersalen hænger en enestående serie vævede tæpper, bestilt omkring 1690 af Jørgen Skeel. Gobelinerne viser Jørgen Skeels otte herregårde.
Herregårdskulturen omfatter også kirker og gravminder. Til Gammel Estrup hørte Auning Kirke. Samhørigheden ses bl.a. ved, at kirkens tårn, ombygget i 1616 af ejeren Eske Brock, har samme blændingsgavl som porttårnet på Gammel Estrup. Jørgen Skeel, der døde i 1631, blev gravlagt i Aarhus Domkirke, mens barnebarnet Jørgen Skeel, der døde i 1695, fik et prægtigt gravkapel i Auning Kirke, skabt af billedhuggeren Thomas Quellinus. I 1800-tallet dyrkede man graven i naturen, og i skoven på Helligbjerget blev der i 1889 indrettet en stemningsfuld gravplads med tre høje, hvor de sidste generationer af ejerslægten Scheel hviler.
Herregården blev via giftermål overgivet fra slægten Brock til slægten Skeel i 1625, og da Gammel Estrup i 1930 blev skænket til et herregårdsmuseum oprettet ved fundats, endte en hen ved 600 år lang ejerperiode under slægterne Brock og Scheel.
