Una avenida que atraviesa el parque y cuatro estatuas del siglo XVIII de J. B. Boudard conducen a la residencia ducal. Creada por Vignola en el siglo XVI para Ottavio Farnese, fue posteriormente transformada y ampliada por Ennemond Petitot en el siglo XVIII mediante la adición de cuatro pabellones de esquina.
El palacio, que en la actualidad alberga las oficinas de los carabineros, está decorado al estilo manierista con estucos del siglo XVIII. Una escalera monumental conduce a la Sala degli uccelli o Bird Room, llamada así por la decoración de estuco de Benigno Bossi, que representa a 224 aves de diferentes especies contra el techo azul abovedado.
La Sala di Alcina contiene el fresco más antiguo del palacio, un ciclo que se remonta a 1568 y se basa en el libro VII de Orlando Furioso. La Sala del Bacio o Sala de Beso probablemente fue pintada en fresco por Bertoja después de 1570, inspirándose en Orlando innamorato por Boiardo. También hay una Sala di Erminia más pequeña y una Sala dell'Amore, que casi seguramente fue diseñada por Agostino Carracci en 1601, aunque solo ejecutó las escenas que representan las alegorías del amor.