L'ingresso è costituito da un portale di travertino bugnato attraverso il quale si entra in un vasto androne decorato da colonne doriche. Sulla destra, una rampa a spirale conduceva le carrozze alla loggia del palazzo dalla quale si poteva ammirare lo splendido panorama della Valle del Tevere, per poi percorrere un corridoio a portico che conduceva agli appartamenti. Verso est il castello è caratterizzato dalla presenza di un ampio mastio, cioè un'alta torre fortificata, coronata da un attico con cornice merlata del tipo ghibellino, aggettante su beccatelli. Il terzo piano è caratterizzato da sfarzosi saloni, i cui soffitti sono decorati con affreschi di argomento mitologico della Scuola bolognese e ferrarese, mentre i dipinti sono attribuiti a Domenico Zampieri detto il Domenichino (1581-1641), a Paolo Caliari detto il Veronese (1528-88) e a Orazio Alfani ( 1510-83). Al quarto piano si trovano alcune stanze adibite a prigione, con celle di isolamento e un trabocchetto dove venivano fatti precipitare i condannati. Nelle facciate si aprono 365 finestre, una per ogni giorno dell'anno.