У Великому палаці вдалося відтворити розміщення кімнат, віднайдено туалети, потайний хід і комини. Втрачено печі, каміни, підлоги, з порталів внутрішніх дверей зберігся один повністю, на першому поверсі, і два напівзруйновані, на другому поверсі.
Другий поверх Великого палацу відкрито 9 серпня 2009 р.
Тут, у давніх панських покоях, розміщено експозицію "Інтер’єри історизму (псевдостилі XIX ст.)", де представлено меблі і живопис: меблі повторюють зразки меблів XVII-XVIII ст., які виготовлялися у XIX ст.; живопис — давні копії відомих європейських майстрів.
У великих сінях представлено колекцію мисливських трофеїв, серед яких у світильниках одні з найдавніших викопних решток — фрагмент хряща іхтіозавра (60-120 млн. рр. до н. е.) і бивень з плечовою кісткою мамонта.
Безперечно цікавим для відвідувачів буде Великий зал палацу, де представлено інтер'єр тронного залу. Серед живопису — портрети європейських монархів, міфологічні та біблійні сюжети. Серед меблів — комплект фотелів з колекції М. Тимченка-Островерхова. Зал прикрашають камін — копія французького каміну XVII ст. і львівська піч ХІХ ст. Також представлені герби європейських держав XVII-XVIII ст. і трон.
Цікавими для огляду будуть зали 6, 7 і 8. З давніх палацових елементів у 6-му залі зберігся "рідний" поріг, нижня частина каміну, вхід до таємного проходу і вихід на вал. Зали 7 і 8 представляють чоловічу і жіночу спальні з комплектом меблів (псевдоренесанс) з палацу Ланцкоронських у Роздолі.
На першому поверсі Великого палацу розміщено музейну експозицію історії замку, виставковий зал, зали XVII і XVIII ст. і королівську скарбницю. Тут же відтворена замкова капличка Благовіщення, де знаходиться найдавніша Золочівська ікона Св. Миколая поч. XVII ст.
У королівській скарбниці представлено приватну колекцію регалій лицарських орденів і гіпотетичний варіант корони Данила Галицького.