خانه بروجردی‌ها در دهه۱۲۸۰ طراحی و ساخته شد؛ دهه پرشور مشروطه‌طلبی ایرانی‌ها که با موج تحول در فرهنگ و معماری همراه شد. حاج سیدحسن نطنزی بروجردی، تاجر مشهور فرش کاشان دختر همکارش حاج سیدجعفر نطنزی را برای پسر خود سیدمهدی خواستگاری کرد. شرط خانواده دختر، ساخت خانه‌ای شایسته و بایسته بود که در همه شهر شهره شود.
به گزارش دنیای اقتصاد، بروجردی از استادعلی مریم کاشانی، معمار برجسته آن زمان خواست بنایی بسازد که با این شعر مولانا در اذهان تداعی شود: با خواجه بگویید که این خانه چه خانه است. استاد علی مریم کاشانی و معماران همکارش خانه را پی افکندند و طی ۲۸سال آن را از فرش به عرش رساندند؛ خانه‌ای که طاق و رواق‌هایش به دست نگارگران کارکشته با منظومه‌های عاشقانه و خمسه نظامی گنجوی صورت دیگر به خود گرفتند. حامد همدانی‌گلشن در رساله دکترای معماریاش، ساختمان این خانه را بر اساس نظریه «نحو فضا» مطالعه کرده و نوشته است: «خانه بروجردی‌ها در بن‌مایه خویش تلاشی است در برقرار ساختن یک رابطه علّی بین جامعه انسانی و کالبد معماری. هدف بنیادین شکل‌گیری نظریه نحو فضا، جست‌وجوی رهیافت‌هایی برای توصیف فضای پیکره‌بندی شده است. توصیفی که بتواند منطق اجتماعی نهان در لایه‌های زیرین آن را کشف کند و مبنایی برای نظریه‌های ثانوی باشد که وقایع اجتماعی و فرهنگی را پوشش می‌دهد.»
ورودی اصلی این ساختمان در شمال آن واقع شده که به‌دلیل نحوه اتصالی که میان خانه و کوچه پدید آورده، به شکوه ساختمان افزوده است. دیوار‌های آن تا ارتفاع معینی تنها با گچ پوشیده شده و ساده است؛ اما سقف آن تزییناتی برجسته دارد. دیوار‌های ورودی با مقرنس‌کاری گچی به طاق نمای اصلی سقف متصل می‌شود. ورودی از طریق در چوبی بزرگی با کنده‌کاری‌ها و گُل‌میخ‌های متعدد و دو کوبه که بر پاشنه سنگی می‌چرخد، به هشتی راه می‌یابد. هشتی پس از ورودی اصلی است و گنبدی آراسته به کاربندی‌های بسیار زیبا دارد که در مرکز آن نورگیری تعبیه شده و از طریق دری مشابه درِ اصلی که روبه‌روی آن قرار گرفته، به حیاط راه می‌یابد. بیش از نیمی از مساحت زمین به حیاط اختصاص دارد.
معبر ورودی حیاط دالانی است غلام‌نشین، با تزییناتی چندضلعی و هلالی و راهروی پیچ‌دار با سقفی که در آن نورگیر‌هایی تعبیه شده است. در وسط محور طولی حیاط حوض بزرگی با سنگ سیاه تراش‌خورده و پاشو‌هایی در اطراف قرار دارد که آب آن از قنات نصرآباد تامین می‌شده است. در جانب چپ و راست حوض نیز چهار باغچه به‌چشم می‌خورد.
تابستان‌نشین که مهم‌ترین و اصلی‌ترین بخش خانه بروجردی‌هاست، مقابل ورودی اصلی و پشت به قبله واقع شده است، قوس بزرگ نمای آن که در تمام خانه‌های اعیانی قدیمی کاشان دیده می‌شود، احتمالا تقلیدی است از طرح مثلث در نمای معماری اروپایی که تحت تاثیر معماری ایرانی به‌صورت منحنی درآمده است. در داخل محدوده قوس، گچبری‌های برجسته، متاثر از تزیینات روسی مانند سماور و قوری به چشم می‌خورد. تابستان‌نشین شامل دو اتاق، تالار اصلی، دو سرپوشیده فرعی، یک سرپوشیده اصلی، دو گوشواره، یک شاه‌نشین و تالار طنبی (نوع خاصی از تالارسازی) است که در مرکز آن، گنبدی با نورگیر‌های زیبا و تزیینات مقرنس‌کاری قرار دارد.
ایوان اصلی در محور تقارن تابستان‌نشین، پس از حیاط عامل دوم در تقسیم فضا و برای استفاده ساکنان در فصل گرما است. در دو جانب ایوان و تالار طنبی راهرو‌های ورودی و اتاق‌های نشیمن قرار گرفته‌اند که چشمگیرترین آثار تزیینی در همین قسمت به‌کار رفته است. زمستان‌نشین، در شمال مجاور راهرو ورودی و مشتمل بر یک اتاق، یک شاه‌نشینِ پنج در با گچبری‌های زیبا و ایوانی وسیع و آفتاب‌گیر است. قسمت شرق ساختمان مشتمل بر سه اتاقِ سه‌در در حدفاصل زمستان‌نشین و تابستان‌نشین است که از راهرو‌هایی مشترک به یکدیگر راه می‌یابند. سقف اتاق‌ها مسطح و فاقد تزیینات است. قسمت غربی زمستان‌نشین نیز با دو اتاق کوچک به همراه فضایی سرپوشیده، قسمت شمالی و جنوبی بنا را به هم می‌پیوندد. آشپزخانه وسیع با طاقچه‌ها و صندوقخانه و انباری در شمال و سمت راست مجموعه واقع است و از راهروی باریک به آن راه می‌یابند. از زیرزمین که در زیر سه بخش شمالی و جنوبی و غربی قرار دارد، بیشتر به‌عنوان سرداب و انبار و فضای خدماتی استفاده می‌شده است.
سازندگان این بنا در تزیین سقف‌ها و دیوار‌ها با استفاده از ترکیب خاک رس نرم و کاه الک کرده و کاهگل اُخری دقت و ظرافت بسیاری به خرج داده‌اند. در دیوار شاه‌نشین، تصاویری از شاهان قاجار، به شیوه‌ای متاثر از نقاشی اروپایی، ترسیم شده است. روی بعضی دیوار‌ها مناظری با رنگ آبی کشیده‌اند که هیچ‌کدام اصالت ایرانی ندارند، لباس اشخاص کاملا اروپایی است. با این حال، قدرت و نفوذ معماری ایرانی، به‌ویژه در قسمت جنوبی بنا، تزیینات قسمت‌های دیگر را تحت‌الشعاع قرار داده است. در بخشی دیگر از رساله همدانی گلشن آمده است: نمونه‌های معماری سنتی ایران، به‌دلیل بازشو‌های متعددی که فضا‌های معماری به یکدیگر دارند، نمونه‌های قابل قبول و قابل بحثی را برای نظریه نحو فضا فراهم می‌آورد. نظریه‌ای که مبنای بسط و گسترش خود را ارتباط میان فضا‌های معماری عنوان کرده است و معتقد به تقدم و اصالت ارتباطات فضاهاست. خانه بروجردی‌ها مانند غالب خانه‌های شهری همعصر خود، دارای چند اشکوب است...» خانه بروجردی‌ها، به‌عنوان نمونه‌ای مثال‌زدنی از معماری معاصر که نشانه و داشته‌های سنتی همچون نور، گیاه، حوض، رواق و هشتی و طاق و... در کالبد آن بازتولید شده است اثری تاریخمند است که باید کماکان در فهرست میراث فرهنگی باقی بماند.