Nell'appartamento del re si trovano alcune delle più belle decorazioni della residenza: il soffitto della Sala degli Scudieri venne affrescato da Gian Battista Crosato e Gerolamo Mengozzi Colonna con scene mitologiche e decorato alle pareti con tele raffiguranti scene di cacce al cervo ambientate tra la palazzina e Moncalieri, opera di Vittorio Amedeo Cignaroli (1772-78). L'Anticamera del Re ha invece una volta dipinta con il Mito di Diana e sovrapporte decorate da Pietro Domenico Olivero. Il Salone d'onore ha pianta ellittica ed è scandito da tre ordini di finestre che si aprono prospetticamente in direzione dei quattro viali: Juvarra stesso chiamò ad affrescare l'ambiente i fratelli Giuseppe e Domenico Valeriani che dipinsero il Trionfo di Diana e scene allegoriche. Nell'appartamento della Regina si segnalano i soffitti dell'Anticamera, affrescati nel 1733 da Gian Battista Crosato con il Sacrificio di Ifigenia, e della camera da letto della regina, dove Charles André van Loo dipinse il Riposo di Diana (1733).