Le grand ensemble de la Villa des Mystères représente l'un des meilleurs exemples de demeure suburbaine de l'antiquité. Le plan carré se développe sur un terrain en pente et la partie occidentale de l'édifice a été élevée sur un terre-plein artificiel, soutenu par un cryptoportique. La première construction de la villa remonte à la première moitié du IIe siècle av. J.-C. mais les édifices parvenus jusqu'à nous, comme du reste une grande partie de la décoration, datent des années 70-60 av. J.-C. Après le tremblement de terre de l'an 62 la villa subit une transfor­mation radicale: de demeure luxueuse elle devint maison de campagne, probablement à la suite d'un changement de propriétaire.

Construite au IIème siècle av. JC, elle connut une période de splendeur pendant le règne d'Auguste, où elle fut agrandie et considérablement embellie. À la suite du tremblement de terre de 62, le jardin tomba en ruine avec la majeure partie de la villa qui fut alors transformée en villa rustique, dont un pressoir viticole. La construction de l'édifice remonte à la seconde moitié du IIe siècle av. JC; la demeure se rapporte à cette phase, marquée à l'extérieur par des arcs aveugles, qui fonctionnaient comme cryptoportique et comme dépôt. Une partie de l'atrium est encore conservée de la disposition d'origine, où des rénovations ultérieures ont fermé les portes d'accès d'origine aux pièces latérales, puis moulées par de fausses portes en bois. Dans les années 70-60 avant JC la villa, comme beaucoup d'autres domaines de la campagne pompéienne, a dû changer de propriétaire ; de nouveaux secteurs résidentiels ont ensuite été ajoutés et toute la décoration a été renouvelée avec des peintures et des sols qui constituent le cycle décoratif le plus important du style II connu à Pompéi aujourd'hui.

A l'époque d'Auguste, une série d'innovations furent réalisées : l'Atrium fut séparé du tablinum, qui faisait donc office de couloir et recevait une importante décoration picturale du 3e style.
Toutes ces modifications, apportées quelques décennies après la profonde restructuration de l'ère de Sylla, indiquent probablement un nouveau changement dans la propriété de la villa ; il est possible qu'à partir de ce moment, elle soit devenu la propriété de la famille Istacidii, une ancienne famille locale qui devint importante à l'époque d'Auguste, dont le Procureur (principale proprietaire) , L. Istacidius Zosimus, résidait dans le quartier rustique au moment de l'éruption. La période entre 62 et 79 enregistre une baisse du niveau de la villa ; les transformations opérées à l'époque dénotent l'absence d'un vrai plan d'intervention, particulièrement sensible dans l'ancien quartier noble.

A l'origine, l'entrée se trouvait sur la rue Supérieure, un embranchement de la Voie des Tombes, du côté opposé à l'entrée actuelle. On pénètre directe­ment dans la zone du péristyle à seize colonnes doriques. Ce secteur a été modifié pour abriter des pièces de service. On y a ajouté une série de pièces sur deux étages, dans l'espace compris entre la façade originale et la rue Supé­rieure. Vers la partie sud du péristyle se trouve la cour de la cuisine, avec deux fours; tout près on peut voir une petite installation thermale comprenant trois pièces dont un laconicum circulaire, devenu désuet. 

Un oecus et une chambre à double alcôve, décorés en IIe style, donnent sur un petit atrium à péristyle. A l'angle nord-est de celui-ci on avait installé deux grandes pièces avec un torculahum comprenant deux pressoirs à raisin, ce qui met bien en évidence la nouvelle destination de la villa, devenue le centre d'une entreprise agricole. Dans les alentours se trouvait un laraire en forme d'abside où était à sans doute placée une statue de Livie découverte dans le péristyle. Les appartements privés du maître de maison sont centrés autour d'un grand atrium toscan orné de paysages nilotiques et, à l'origine, de peintures sur bois.

La chambre à double alcôve, au nord de l'atrium, abrite l'une des plus intéressantes décorations murales en IIe style que nous connaissions. Des architectures complexes, aux perspectives audacieuses, sont étagées de façon à créer l'illusion d'un horizon situé au-delà du mur. Au fond, le tablinum possède une décoration raffinée en IIIc style: sur des murs à fond noir sont peintes des figu­rines de style égyptien tandis que des miniatures reproduisent les attributs de Dionysos.
Au-delà du tablinum s'ouvre une véranda en exèdre: par ses fenêtres on peut voir les jardins suspendus et les deux  portiques qui les flanquent. 

Par une chambre à double alcôve située au sud du tabli­num on passe dans le salon couvert de fresques gigantesques d'où a été tiré le nom de la villa. On y arrive aussi par un portique au sud. Il s'agit sans doute de la plus célèbre peinture de l'antiquité en raison des dimensions insolites, grandeur nature, des personnages et du caractère grandiose de la composition; d'après l'interprétation tra­ditionnelle ce cycle représente un rite d'initiation aux mystères dionysiaques. 

Partant du mur de gauche on ren­contre un enfant nu lisant le rituel entre deux matrones; une jeune fille, portant un plat rempli d'offrandes, se dirige vers une femme assise, vue de dos, qui offre un sacrifice, avec l'assistance de deux acolytes.
Viennent ensuite un vieux silène jouant de la lyre, un petit satyre et une panisque qui allaite un chevreau, une femme terrorisée en train de se retirer et de fuir devant la flagellation d'une compagne représentée à l'angle opposé. 

Sur le mur du fond on voit d'abord un vieux silène qui donne à boire à un petit satyre tandis qu'un deuxième satyre lève un masque de théâtre au-dessus de sa tête; au centre du mur Dionysos s'abandonne entre les bras d'Ariane assise sur son trône.
Se succèdent ensuite une femme agenouillée qui dévoile un phallus, symbole de fécondité, et un per­sonnage ailé qui donne un coup de fouet. Il fait partie en réalité de la première scène du mur de droite montrant la femme flagellée, éperdue, agenouillée et réfugiée dans le giron d'une compagne, tandis qu'une bacchante nue danse en proie à la fureur orgiaque; on voit ensuite la toi­lette d'une jeune épouse, en attente du rite d'initiation aux mystères, entourée de deux Amours et d'une matrone, et, enfin, une matrone assise, la tête voilée, pro­bablement la maîtresse de maison qui assiste à la scène. 

La fresque doit être attribuée à un peintre originaire de Campanie qui a travaillé ici vers les années 70-60 av. J.-C. et qui a puisé son inspiration dans les modèles hellénis­tiques des IVe et IIIe siècles av. J.C

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