Bien que légèrement postérieur au temps des ducs, c'est un exemple de l'efflorescence de l'architecture due à cette période et à l'ascension de toute une classe sociale proche du pouvoir.
Sa construction marque l'apogée d'une famille qui, par le commerce et les alliances, avait peu à peu gravi les échelons de la fortune et du pouvoir. Il est probable que l'hôtel fut construit par Henri Chambellan, maire de Dijon de 1490 à 1493, comme son père, et son épouse, Alix Berbisey, dont la libéralité permit également l'édification d'une partie de Saint-Michel.
Ici, l'ascension sociale joue à plein sur l'expression architecturale qui s'amplifie presque avec la révélation inattendue d'une façade exceptionnelle qui a fait considérer cet hôtel comme un Cluny dijonnais.
Un long corridor voûté d'ogives amène de la rue à la cour intérieure où se trouve la galerie en bois à deux étages, aux baies ajourées et à clefs pendantes qui relie les corps de bâtiment.
C'est un sommet qu'atteint ici l'art du charpentier et du huchier dans la finesse de la sculpture sur les poteaux et les sablières.
L'escalier d'angle à la fine rampe à lancettes extrêmement ouvragée qui permet d'accéder aux étages présente une disposition rare et ingénieuse. Le pivot de la vis de l'escalier se termine par une statuette de jardinier portant une hotte d'où s'échappent en gerbe les liernes redentées de la voûte.
Le procédé avait été utilisé à Paris, à l'hôtel d'Arbois, dans la tour de Jean sans Peur où les liernes de la voûte de l'escalier, entrelacées de branchages, sortent en tiges d'arbustes sculptées d'une caisse ronde cerclée comme une caisse d'oranger.
Le logis arrière que desservent galerie et escalier développe également une façade marquée par le style flamboyant avec sa grande fenêtre à croisée qui se prolonge par une grande lucarne passante aux rampants festonnés de crochets et hérissée de choux et fleurons. Le linteau sculpté qui sépare la grande baie de la lucarne porte les armes de la famille.
Au premier étage, la chapelle, comprend deux travées voûtées sur le même plan que le sanctuaire de l'église Saint-Michel, commencée en 1498 ; les nervures sont festonnées de redents ; à l'arc doubleau, pend une clé portant droit l'écu des Chambellan, soutenu par deux enfants, beau motif rare en Bourgogne et prouesse stéréotomique. La chapelle est éclairée par une baie au remplage flamboyant complexe directement inspirée de l'architecture religieuse.