Pierwsze piętro pałacu renesansowego pełniło funkcje prywatne. Tutaj mieściły się apartamenty króla i królowej oraz pomieszczenia służące świcie królewskiej. Z zachowanych przekazów wynika, iż poszczególne wnętrza wielokrotnie zmieniały przeznaczenie, często dostosowywano je doraźnie na mieszkanie dla królewskich gości. Pierwotny podział komnat na apartamenty dostępne z krużganków nie zachował się, pozostał jednak czytelny w utrwalonych nazwach pomieszczeń określanych sieniami. W części sal na południe od klatki schodowej przetrwały nienaruszone pożarami renesansowe stropy belkowo-kasetonowe z lat 1524–1526 oraz malowane fryzy podstropowe z lat trzydziestych wieku XVI. Gotycko-renesansowy charakter mają zachowane na tym piętrze kamienne obramienia okien i drzwi, wykonane przez warsztat mistrza Benedykta w trzeciej dekadzie wieku XVI.

W tej części zamku znajduje się także Gabinet Porcelanowy. Wystawa prezentuje nie tylko najwybitniejsze, kunsztownie wykonane dzieła z porcelany pochodzące z założonej przez króla Augusta II manufaktury w Miśni, ale także szerokie spektrum kultury materialnej XVIII wieku. Tak przedstawiona kolekcja jest najbardziej znaczącym zbiorem w Europie Środkowej.

Komnaty reprezentacyjne II piętra mieszczą sale znacznie wyższe i obszerniejsze w stosunku do sal niższych kondygnacji. Służyły one celom reprezentacyjnym. Tutaj odbywały się posiedzenia sejmu i senatu, królewskie audiencje i uroczystości weselne oraz bale. Po katastrofalnym pożarze w roku 1595 część skrzydła wschodniego oraz skrzydło północne renesansowego pałacu Jagiellonów zostały przebudowane w stylu wczesnego baroku. Prace te Zygmunt III zlecił architektowi Janowi Trevano. Konsekwentnie ta część pałacu posiada obecnie wyposażenie barokowe.