张作霖别墅位于兴城铁路疗养院北院内的核心地段，是融东洋格局和西欧风韵为一体的小型建筑群，小巧玲珑，工艺精萃。这座别墅始建于20世纪20年代，全部建筑面积2000多平方米，占地面积达5000多平方米。是一所面南背北的小建筑群，围绕一眼大温泉而建。设有门厅、前厅和后厅三层套院。

张作霖因一直忙于战事，并没有在这座别墅住过，只是在别墅破土动工的那天，他的五姨太曾专程来兴城，到别墅转了一圈。别墅建成后，张学良将军曾携赵一荻小姐来此小憩。

张作霖别墅位于辽宁兴城古城东南2公里处的铁路疗养院北院。1927年，经张作霖当政的中华民国交通部次长代理部务常荫槐批准，并派员监视，在兴城温泉修建“铁路浴舍旅馆”。

整个浴馆占地面积5万平方米，由京奉铁路筹划、北宁铁路局具体承办。北宁铁路局接到任务后，1927年10月开工，首先修建了一座占地面积5000平方米、建筑面积2000平方米的高级别墅式的浴馆。

张作霖当时是中华民国的国家元首，又是统治东三省的东北王，因此，人们便把这座经交通部批准的高级别墅式的浴馆称为张作霖别墅。

别墅是一所坐北朝南的小建筑群，以兴城温泉中最大的一眼矿泉天井为中心，设有门厅、前厅和后厅三层套院。后厅为两层阁楼，并有外廊与东、西厢房连通。建筑规模虽不宏大，然工艺精湛，布局合理，东西方建筑风格相结合，幽雅别致。1928年“皇姑屯事件”中，张作霖专列被日本关东军炸毁，温泉别墅景区内陈列的客车就是当年张作霖所乘专列中的警卫尾车，为昭和二年（1927）日本南满铁道株式会社制造。车厢内陈列有当年“皇姑屯事件”相关的图片和影像。通过此列车厢和史料展示，可以进一步了解当年日本法西斯的侵华历史，从而激发世人不忘国耻，振兴中华，为民族复兴而奋勇前行。

除“皇姑屯事件”被炸专列警卫尾车外，景区还有千年菩提树、连心槐、秘书室、中庭、书房、张学良和赵一荻居室、温泉古井等景点。

日本侵华时，强占此地，设立“大和旅馆”，名为招待、疗养、住宿，实为日本特务机关。日本投降后，国民党军队曾在驻扎并做伤兵医院。

1948年东北解放后，别墅由东北铁路指挥部接受，1949年移交锦州铁路局，成为东北铁路工人第一疗养院的一部分。后经多次修缮，向世人开放。1984年8月被列为省级文物保护单位。

2016年5月5日，张学良将军和赵一荻女士的长孙、美籍华人张居信先生专程回国，拜谒张作霖别墅，深情追忆祖父、祖母当年生活的历史踪迹，留下“祖业长存”墨宝。