En la parte posterior de las dos naves centrales se situó la sala de elaboración, de 12’50 por 21’50 m y detrás de ésta, a más alto nivel, las tolvas y muelle de recepción de uva y anejos, en un espacio de 8 por 28 m. 

Encima del muro divisorio de estos dos últimos servicios se proyectó el depósito de agua, de acusado carácter decorativo, pero imprescindible para poder mantener la bodega limpia durante todo el proceso de elaboración del vino. En cuanto a condiciones técnicas del edificio, se procuró que no quedaran en zaga del aspecto decorativo que se deseaba. Además de las innovaciones vistas en otros edificios, aquí fueron establecidos por primera vez pasadizos que permitían operar por la parte inferior de los depósitos subterráneos, provistos de carriles para el paso de vagonetas; un amplio conducto para la salida del ácido carbónico de fermentación a un barranco próximo y una gran cisterna para disponer en todo momento del agua necesaria para la limpieza. 
Ya construida la cisterna, en los trabajos de excavación se observaron síntomas de existencia de agua, hasta entonces insospechada, que se consiguió alumbrar con la perforación de un estrato de roca de unos 80 cm de espesor, a mayor profundidad que los sótanos. Con esto se obtuvo un abundante caudal de agua artesiana que obligó a construir un pequeño brocal para contenerla y hacer practicable el manantial surgido en el mismo edificio. 
En cuanto  al aspecto exterior, a fin de dar cumplimiento al deseo de la junta respecto a la vistosidad de la construcción, y para evitar la monotonía de las cuatro naves centrales en una sola de mayor altura, siguió la estructura vista en Falset, con lo cual el conjunto adquiría mayor expresión decorativa.
Los materiales usados fueron los propios de la localidad: mampostería y ladrillo, éste de excelente calidad  por la arcilla semirrefractaria  de que se dispone en las cercanías. Para la cubierta se empleó la teja plana, a fin de aligerar su peso, en vista de los cuchillos de armadura leñosa que se pensaba usar, de unos 14 m de luz.
Las fachadas estaban compuestas de un alto basamento realizado en mampostería careada vista y las partes altas de mampostería revocada. En la principal se abrían grandes ventanales, y ventanas en las laterales,  a partir de ladrillo colocado en texturas de efecto decorativo y apliques  de casilla vidriada polícroma en determinados sitios. El sostén de la cubierta queda dicho que se proyectó con armaduras corrientes de madera, apoyadas sobre muros y pilares interiores de ladrillo visto. Ocurrió, sin embargo que la vecina Gandesa construía su bodega cooperativa, también proyectada por Cèsar Martinell,  con cubierta de bóvedas tabicadas sobre arcos. A pesar de haberla comenzado más tarde, su cubierta iba más adelantada que la de Pinell, y los de este pueblo, que la veían crecer quisieron arcos parecidos. Como la obra estaba ya en marcha, y además se había publicado su perspectiva en la revisa “Agricultura” y divulgado en postales a todo color, resultaba dificultoso un cambio de plan. De modo que no lo tendrían. Pesar de ello, la vistosidad de las fachadas compensaría el aspecto suntuoso por ellos deseado, y que preveían en los arcos gandesanos.

Ante su reiterada insistencia, a la que se unía el deseo del arquitecto de no defraudar sus aspiraciones, y puesto que parte del anterior ya había sido construido, el arquitecto decidió substituir por arcos los elementos sustentantes de cubierta, sin variar el exterior.  Para servir mejor a tales deseos de belleza repetidamente manifestados por Pinell de Brai, los construyó a rosca y con ladrillos aplantillados, textura que aumentó su categoría artística. De ahí que el nombre que recibe esta bodega en la zona sea Catedral del vino.

El estilo del edificio se enmarca tradicionalmente dentro del modernismo, pero el hecho de ser una obra con las bendiciones oficiales de la Mancomunitat quizá debería englobarse como Noucentista. Martinell se consideraba a sí mismo como noucentista, pero también discípulo, admirador y seguidor de Gaudí.

La fachada, con grandes ventanales que iluminan el interior, fue decorada con azulejos hechos a la manera antigua por el pintor y caricaturista Xavier Nogués i Cases, nacido el 1873 y fallecido en 1941. Nogués  no se formó dentro de las escuelas de Bellas Artes de la época sino colaborando en distintas publicaciones como "Papitu", "Picarol" o "Revista Nova". Entre las obras de Nogués, a parte de la de Pinell, cabe destacar el panel del restaurante barcelonés de Can Culleretes o el antedespacho de la alcaldía de Barcelona.