Kiến trúc sư (KTS), giảng viên trường Đại học xây dựng Nguyễn Duy Thanh chính là người thiết kế nên công trình. Nhà Sỏi Cuội sử dụng nhiều chất liệu trong không gian như trần trúc, mành tre, vải thổ cẩm dân tộc Mường, Thái, những ô cửa xuyên sáng của người Dao Đen, bê tông mài, gạch gốm, gạch hoa thông gió của làng gốm truyền thống Bát Tràng....

Bên cạnh đó, KTS đặt ra yêu cầu về kiến trúc sao cho đạt hiệu quả năng lượng và tạo không gian sống, học tập đa dạng và gần gũi thiên nhiên cho các con. 

Tầng 1 là không gian sinh hoạt chung gồm phòng khách, bếp ăn liên thông. Một sân thoáng mở ở phía trước là không gian đệm hoàn hảo để tránh khói bụi, tiếng ồn từ đường giao thông.

Tầng 2 và tầng 3 là không gian phòng ngủ riêng tư, phòng làm việc và phòng thờ cúng của gia đình. Phòng thờ nằm chính giữa ở tầng 3, hướng ra ban công lớn. Gian thờ có hệ thống mành tre kéo hạ đơn giản để đảm bảo sự riêng tư, trang nghiêm cùng giải pháp mở cửa hút khói hương.

Sân thượng, tầng tum được thiết kế với mong muốn là nơi lưu giữ ký ức cho những đứa trẻ trong gia đình. Tại đây có một khoảng sân được trải sỏi để làm sân chơi cho con, kết hợp là vườn trồng cây cho bố mẹ. Cạnh đó là phòng trưng bày sản phẩm sáng tác gốm và không gian uống cà phê có mái che của gia đình. 

Ngoài thiết kế các không gian mang đậm sở thích cá nhân, ngôi nhà còn chú trọng ứng dụng các giải pháp để trong nhà luôn thoáng mát, tiết kiệm điện năng sử dụng. KTS mở 2 khoảng giếng trời giúp không gian bên trong được thông gió và chiếu sáng tự nhiên.

Ngoài ra, anh sử dụng khéo léo các vật liệu như lớp sỏi trải trên mái cùng tường bao bằng gạch bê tông nhẹ tạo hiệu quả cách nhiệt tối ưu. Việc trồng cây thành mảng lớn, tán rộng đặt đều trên mái cũng góp phần làm giảm nhiệt lượng truyền vào nhà. 

Sỏi cuội là một loại đá tự nhiên quen thuộc với người Việt. Đưa sỏi cuội vào không gian nhà ở là việc làm có chủ đích của KTS. Đầu tiên, anh mong muốn các con có thể lưu giữ những ký ức trẻ thơ với loại đá quen thuộc của người Việt.

Các con có thể vui chơi ở sân được trải sỏi cuội tự nhiên, sáng tạo trò chơi với sỏi, không nhàm chán. Bên cạnh đó, việc đi chân trần trên sỏi cũng giúp massage chân, tăng tương tác của trẻ nhỏ với tự nhiên mà đôi khi bố mẹ không đủ thời gian thường xuyên cho trẻ đi picnic, tham quan...

Lớp sỏi cuội cũng giúp cách nhiệt cho công trình một cách hiệu quả. Sân thoáng, mái bằng thiết kế chống thấm, sau đó được trải 1 lớp sỏi cuội tự nhiên dày 20cm tạo hiệu quả rất cao trong việc cách nhiệt cho kết cấu phía dưới, kết hợp tưới nước tự động, hệ mái sỏi cuội sẽ giải nhiệt rất nhanh. Ngoài ra lớp sỏi cuội là giải pháp hiệu quả bảo vệ kết cấu bê tông. 

Nhà Sỏi Cuội là công trình nhà ở đặc biệt, được thiết kế dựa trên những trải nghiệm tuyệt vời trong cuộc sống của gia chủ. Công trình được hoàn thiện với mong muốn đem thiên nhiên, chất cảm từ những vùng văn hóa đặc sắc gần gũi với cuộc sống con người, đem đến vẻ đẹp rất riêng cho ngôi nhà và đặc biệt tạo cảm xúc cho người thụ hưởng không gian đó.