Komnaty drugiego piętra zamku, wysokie i obszerne, służyły 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.

Sala Turniejowa

Zapewne tutaj miały miejsce posiedzenia rady królewskiej. Komnata, nakryta stropem kasetonowym, zawdzięcza swą nazwę tematyce fryzu podstropowego, namalowanego w 4. dekadzie wieku XVI przez Hansa Dürera, brata słynnego Albrechta, i pochodzącego z Wrocławia Antoniego Wiedta. Osiemnastowieczny piec kaflowy pochodzi z pałacu w Wiśniowcu i został przeniesiony na Wawel w czasie prac restauratorskich na początku XX wieku.

Sala Poselska

Jedna z dwóch największych komnat pałacu, zwana także Pod Głowami. Tutaj odbywały się obrady sejmów, w wieku XVI służyła też jako sala tronowa i audiencjonalna oraz sądowa. W drugiej połowie tego stulecia pełniła funkcję sali tanecznej, między innymi podczas uroczystości koronacyjnych Henryka Walezego i weselnych Zygmunta III. Nazwę Pod Głowami zawdzięcza wyjątkowej dekoracji stropu, którego kasetony zdobi trzydzieści realistycznie rzeźbionych głów (pierwotnie było ich 193), wykonanych około roku 1540 przez wrocławskich mistrzów Sebastiana Tauerbacha i Hansa Snycerza. Z tego samego czasu pochodzi podstropowy fryz malowany przez Dionizego Stubę, ilustrujący Historię życia ludzkiego – antyczny traktat przypisywany Kebesowi.

Sala Pod Ptakami

W XVI wieku komnata pełniła funkcję sali tronowej i audiencjonalnej, do czego nawiązuje umieszczone na podeście krzesło. Po pożarze roku 1595 została przebudowana – z tego okresu pochodzi monumentalny kominek z herbami Polski i dynastii Wazów (Snopek), wykonany przez Ambrożego Meazziego. Wiadomo, że w tym samym czasie, około roku 1600, pomieszczenie to zdobiły metalowe ptaki zawieszone u stropu, stąd nazwa, do której dziś nawiązują ptaki namalowane na fryzie obiegającym salę. Oryginalne stropowe obrazy Tomasza Dolabelli przepadły w pożarze w roku 1702. Obecne malowidła są dziełem Felicjana Szczęsnego Kowarskiego z 1929 roku.

Sala Pod Orłem

W XVI wieku określana jako izba wielka (stuba magna), w której odbywały się sądy królewskie. W czasie uroczystości ślubnych króla Zygmunta I i Bony Sforzy służyła jako paradna sypialnia królewska. Po 1595 roku otrzymała nowy strop z okazałym rzeźbionym Orłem, który spłonął w roku 1702. Dzisiejszy strop wypełniają malowidła Leonarda Pękalskiego z lat 1933–1934, przedstawiające m.in. Józefa Piłsudskiego na czele Legionów.