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.

Sień klatki schodowej Poselskiej

Do królewskich apartamentów prywatnych oraz na piętro drugie, do sal o charakterze państwowym i reprezentacyjnym, prowadzi z dziedzińca usytuowana na osi wschodniego skrzydła zamku renesansowa klatka schodowa zwana Poselską, wzniesiona w okresie przebudowy zamku w latach 1520–1536 przez mistrza Benedykta oraz Bartłomieja Berrecciego.

Jadalnia

Apartament mieszkalny w południowej części skrzydła wschodniego wielokrotnie zmieniał mieszkańców. Znajdowało się tu letnie mieszkanie króla Zygmunta I Starego, apartament młodego króla Zygmunta Augusta do czasu objęcia przez niego tronu w roku 1548, a także pomieszczenia dla królewskich gości. Pierwsza komnata pełniła prawdopodobnie funkcję jadalni. Nawiązują do niej renesansowe meble włoskie: kredensy, stół oraz cassapanca – ława skrzyniowa. Stojący w rogu osiemnastowieczny piec kaflowy pochodzi z zamku w Wiśniowcu na Wołyniu i został ofiarowany na Wawel w czasie odnowy zamku na początku wieku XX. Obrazy włoskie z wieków XV i XVI pochodzą z daru Karoliny Lanckorońskiej.

Sień

Pomieszczenie, do którego wchodziło się z krużganków, pełniło rolę sieni. Stąd drzwi prowadziły do innych komnat: jadalni, garderoby czy gabinetu urządzonego w zachowanej z gotyckiego zamku wieży Jordance, a także do sąsiadującej z nią klatki schodowej wiodącej do ogrodów. Wnętrze zdobią arrasy krajobrazowe ze zwierzętami z kolekcji króla Zygmunta Augusta. Władca zamówił je w najlepszych warsztatach tkackich w Brukseli, będącej wówczas najważniejszym ośrodkiem sztuki tapiseryjnej. Utkano je w latach 1550-1560 z wełny, jedwabiu oraz srebrnych i złotych nici. Obecnie w zbiorach zamku znajduje się 136 tapiserii z Zygmuntowskiej kolekcji, pierwotnie było ich około 160.

Garderoba

Jedna z dwóch najlepiej zachowanych komnat pałacu renesansowego. Polichromowany strop belkowokasetonowy i podstropowy fryz z popiersiami w medalionach datowane są na 2. ćwierć wieku XVI. Osiemnastowieczny piec kaflowy pochodzi z zamku w Wiśniowcu na Wołyniu. Obrazy włoskie z wieków XV i XVI są darem Karoliny Lanckorońskiej.

Sypialnia

Renesansowy modrzewiowy strop, malowany fryz ścienny z głowami męskimi (częściowo zrekonstruowany), dwa gotycko-renesansowe portale oraz kominek pochodzą z wieku XVI, kiedy komnata służyła jako sypialnia królewska. Najważniejszym meblem jest tu późnorenesansowe angielskie łoże z baldachimem. Osiemnastowieczny piec kaflowy pochodzi z zamku w Wiśniowcu na Wołyniu. Obrazy włoskie z wieków XV i XVI są darem Karoliny Lanckorońskiej.

Izba

Pomieszczenie służyło celom mieszkalnym. Uszkodzone przez pożar w roku 1702, zostało odnowione w latach dwudziestych wieku XX, kiedy to zbudowano sklepienia i marmurowe posadzki.

Izba

Izba w historycznych opisach zamku zwana Wielką. Jej oryginalny strop, uszkodzony w pożarze w roku 1702, zastąpiono w okresie międzywojennym sklepieniem.

Szara Sień

Okazała sień z wyjściem na krużganki została urządzona w stylu baroku holenderskiego. Na konsolach na ścianie oraz na szafach prezentowana jest kolekcja siedemnasto- i osiemnastowiecznych naczyń fajansowych wykonanych w Delft. Nawiązaniem do wnętrz holenderskich są dwie szafy w typie kussenkast (niderl. kussen – poduszka, w nawiązaniu do dekoracji drzwi frontowych) oraz stół nakryty dywanem. Portugalskie fotele obite tłoczoną skórą pochodzą z 2. połowy wieku XVII.

Sień w Wieży Duńskiej

Jedno z pomieszczeń zamku gotyckiego włączone w XVI wieku do nowo budowanej renesansowej rezydencji. Pełni funkcję sieni prowadzącej do pomieszczeń w narożniku północno-wschodnim pałacu, określanym jako Kurza Noga. Z pierwotnego wnętrza zachowała się głęboka nisza okienna. Na wczesnorenesansowych kamiennych portalach widnieją łacińskie sentencje: TENDIT IN ARDVA VIRTUS (Cnota dąży do rzeczy trudnych) oraz VELIS QUOD POSSIS (Chciej, co możesz).

Sypialnia Prezydenta Ignacego Mościckiego

Komnata w średniowiecznej wieży Duńskiej mieściła w XVI wieku mieszkanie podkomorzego. W wieku XVII, jak głosi legenda, król Zygmunt III Waza urządził tutaj swoją pracownię alchemiczną. W latach 1927–1939 pokój pełnił funkcję sypialni prezydenta Rzeczypospolitej Ignacego Mościckiego. Wtedy też zamówiono w warszawskiej Fabryce Mebli Stylowych Z. Szczerbiński i S-ka prezentowany komplet w stylu art déco. Z tego samego czasu pochodzi eksponowany w witrynie tzw. serwis prezydencki – zespół porcelany stołowej oraz kryształowych kieliszków dekorowanych złotym Orłem. Do sypialni przylega wyłożona kararyjskim marmurem łazienka z wyposażeniem sprowadzonym z Anglii.

Kurza Stopka

Wysunięta z bryły zamku wieża-belweder zwana Kurzą Stopką jest pozostałością XIV-wiecznego zamku gotyckiego. Ta część rezydencji stanowiła apartament mieszkalny króla Zygmunta I Starego. Po pożarze w roku 1595 jej wnętrza zostały przebudowane na zlecenie króla Zygmunta III przez Jana Trevano. W tym okresie wykonano marmurowe obramienia drzwi z herbem Wazów – Snopek. Kurdybanowe XVIII-wieczne obicia ścian pochodzą z zamku w Mortizburgu. W okresie międzywojennym pomieszczenia odnowiono, nakrywając je stropami ramowymi zdobionymi malowidłami.

Gabinet w Wieży Zygmunta III Wazy

Niewielkie pomieszczenie z kominkiem, usytuowane w wieży wzniesionej około roku 1600 według projektu Jana Trevano, pełniło zapewne funkcję gabinetu. Na uwagę zasługuje sklepienie z zachowanymi złoconymi stiukami z herbem Wazów – Snopek. Znajdujące się w niszy kominka wilki służyły do układania drewna i zapobiegały jego wypadaniu.

Sypialnia w Kurzej Nodze

Komnata znajduje się w wieży pozostałej z gotyckiego zamku, podzielonej w czasie szesnastowiecznej przebudowy na dwie kondygnacje. Za czasów Zygmunta I Starego pełniła funkcję królewskiej sypialni, jednak na skutek pomyłki w osiemnastowiecznym inwentarzu nazywana była później Alchemią.

Sala Kolumnowa

W XVI wieku nazywana salą wielką (stuba magna), służyła jako jadalnia Zygmunta I Starego. Według przekazów przechowywano tu srebra stołowe. W roku 1787 wnętrze zostało wyposażone według projektu architekta ks. Sebastiana Sierakowskiego z okazji jedynego pobytu w Krakowie ostatniego polskiego króla Stanisława Augusta Poniatowskiego. Dziś wnętrze urządzone jest w duchu klasycystycznym.Na uwagę zasługuje garnitur klasycystycznych polskich mebli z kurdybanowym obiciem, a także zespół ściennych i stojących świeczników z brązu złoconego, wykonanych w Paryżu przez cenionych artystów: Philippe’a Caffieriego oraz Pierre-Philippe’a Thomire’a i jego warsztat. Wystrój uzupełniają portrety polskich osobistości z czasów panowania Stanisława Augusta Poniatowskiego, w tym jego podobizna, stworzona w pracowni Marcelego Bacciarellego.