Tilsi eraldati 1749. aastal naabruses asuvast Väimela mõisast. Algul vahetas mõis tihti omanikke, kuid 1833. aastast kuni 1919. aastani kuulus see Rothidele. Pikk ühekorruseline puidust peahoone kerkis mitmes järgus: selle vanimad osad võivad pärineda 18. sajandist, kuid lõpliku kuju ja pikkuse sai maja 19. sajandi teisel poolel. Fassaadi ilmestavad kaks kolmnurkviiluga eenduvat külgrisaliiti ja keskel asuva sissepääsu ees on väike veranda. Peahoone esist auringi eraldas maanteest kaunis tuulelippudega historitsistlik värav.
1921. aastast asus mõisahoones aastakümneid lastekodu. Pärast seda, kui lastekodu sai 1978. aastal lähedal uue hoone, on peahoone seisnud kindla kasutuseta, kuid säilinud. Alles on ka kaunis väravaehitis ja mitu ümber ehitatud kõrvalhoonet.
Omanikud
von Roth1833–1919
Teadmiseks
Tartu–Võru maanteelt viis Tilsile 3 kilomeetri pikkune tee, mille viimased paarsada meetrit olid sirge sihitee peahoone keskteljele.
Varem avanesid peahoonelt kaunid vaated pikliku Tilsi järvele.
1921. aastast asus mõisahoones aastakümneid lastekodu.
