Conçue entre 1929 et 1932, la villa Cavrois est la réalisation la plus emblématique de l'architecte Mallet-Stevens. C'est à ce titre qu'elle a été classée monument historique en 1990, puis achetée par l'État en 2001.  

Au début du XXe siècle, le Nord est l'une des régions les plus industrialisées de France. Roubaix et Tourcoing sont alors un important centre de production textile, ce qui vaut à Roubaix le nom de « ville aux mille cheminées ». La société Cavrois-Mahieu, fondée en 1865 fabrique des tissus haut de gamme pour des maisons parisiennes.

Quand Paul Cavrois, le propriétaire de cette société, décide de faire bâtir une demeure pour sa famille, il acquiert un terrain au lieu dit de Beaumont, à quelques kilomètres de Roubaix. Depuis 1870, la bourgeoisie industrielle a éloigné ses résidences des usines, afin de bénéficier d'un environnement plus sain et d'un meilleur cadre de vie. La commune de Croix, en périphérie de Roubaix, voit fleurir d'imposantes demeures bourgeoises, véritables petits châteaux, qui se caractérisent par leur style néo-régionaliste. Dans ce paysage, la silhouette moderne de la villa conçue par Robert Mallet-Stevens tranche radicalement.

> Château: la demeure l'est par ses proportions imposantes (une façade de 60 m de long, 2800 m² de plancher) et par sa distribution en deux ailes symétriques, héritière de la tradition des résidences aristocratiques du XVIIe siècle. 

> Moderne: la villa l'est par le dépouillement des volumes, l'absence d'ornement dans le décor, la multiplication des toits terrasses, l'équipement de pointe (chauffage central, téléphonie, heure électrique, ascenseur…) et le recours aux matériaux et aux techniques industriels (verre, métal, acier).