À partir du , Marius conçoit avec l’architecte français Jules Renard un édifice d'une quarantaine de pièces de style Beaux-Arts. Les plans font l'objet de modifications jusqu'au . L'adoption du style choisi est liée en partie à sa popularité croissante à cette époque, notamment accentuée par les expositions universelles de Chicago en 1893 et de Paris en 1900. Le Petit Trianon du domaine royal de Versailles, en France, fut une source d'inspiration importante pour la conception du Château Dufresne. L’architecte montréalais Wilfrid L. Vandal aurait également participé à son élaboration. À l'origine, le château devait faire partie d’un ensemble de quatre maisons, mais trois ne furent jamais construites.