Al piano terra, il cortile d'onore con accesso dalla piazza --il cui prospetto meridionale è dovuto ad Antonio Canali, architetto pubblico della metà del Seicento-- reca notevoli testimonianze architettoniche e decorative, specie nei capitelli ( metà del sec. XV) sui tre lati di porticato e nei due portali cinquecenteschi attribuiti al Vignola, che conducevano alla sala dei tribuni della Plebe e all'appartamento estivo dei Cardinali legati (appartamento che comprende una grande sala dipinta dal Dentone, tra i testi più importanti della quadratura artistica bolognese, ed altri ambienti decorati settecenteschi). Nel secondo cortile è una copia di fine '700 della grande cisterna cinquecentesca dovuta al Terribilia, trasferita all'arrivo dei francesi nel cortile dell'attuale Pinacoteca nazionale. Affacciano sul cortile le scuderie con ampio colonnato, oltre le quali il passaggio per via Ugo Bassi costeggia la ex sala Borsa (oggi sede della Biblioteca pubblica, con ingresso da piazza Nettuno), eretta alla fine del sec.XIX sul luogo dell'antico Viridario, il giardino rinascimentale dei cardinali Legati che dalla fine del Cinquecento ospitava l'Orto dei semplici realizzato dal grande naturalista Ulisse Aldrovandi.
  Splendido esempio del gusto floreale bolognese è infine la sala Verde o dei Matrimoni affrescata nel 1900-1902 da Giacomo Casanova, cui si accede dal passaggio tra primo e secondo cortile. A fianco, la grande scala "cordonata" a due rampe, attribuita al Bramante e terminata alla fine del Cinquecento, conduce ai piani superiori dell'edificio, che conservano memoria dei più importanti eventi storici e politici della città.