Projekt pałacu nie przewidywał budowy sali balowej, co związane było z osobą fundatora, Ludwika Tyszkiewicza, który nie przepadał za hucznymi i głośnymi rozrywkami. W miejscu sali balowej zaprojektowana została obszerna bawialnia (dziś błędnie nazywana „salą balową”), nieposiadająca typowej dla sal balowych niszy, lub balkonu dla orkiestry.
Wnętrze Wnętrza pałacu otrzymały bogatą dekorację w modnym w II połowie XVIII wieku stylu pompejańskim, zaprojektowaną również przez Kamsetzera, a wykonaną przez włoskich sztukatorów: Giuseppe Amadio i Paolo Casasopra. Dziś oglądać można odtworzone i częściowo zachowane wnętrza na I piętrze: Salę Bilardową, Łazienkę pompejańską (przebudowaną po II wojnie na korytarz I piętra w skrzydle północnym), Salę Stołową i Salę Gościnną.
Na uwagę zasługuje zachowany częściowo w stanie oryginalnym, klasycystyczny hol wejściowy ozdobiony piaskowcem. Na parterze skrzydła północnego zachowały się XVIII i XIX-wieczne dekoracje sztukatorskie. Narożniki w znajdującej się tam sali owalnej (de facto ośmiokątnej, zwanej też „kolumnową”, obecnie sekretariat Instytutu Muzykologii) ozdobione są płaskorzeźbami przedstawiającymi polskich wieszczów narodowych (J. Słowackiego, A. Mickiewicza, J. Kochanowskiego i I. Krasickiego).