El palacio de Palenque [FIGURA 1] es una gran construcción elevada, que cubre 85 m. de norte a sur y 60 m. de este a oeste (es decir, más de 5.000 metros cuadrados). Se alza sobre un basamento por el que suben amplias escalinatas en tres de sus fachadas: al norte, al oeste y al sur. En realidad, el subsuelo está constituido por vestigios de un primer nivel de construcciones, encima de las cuales el rey Pacal edificó una segunda fase [FIGURA 2].

El palacio tenía, en todo su perímetro, galerías abiertas hacia el exterior, que se han conservado en parte. Se trata de unos pórticos sobre pilares, con cubierta de mansarda hecha en mampostería. Las caras externas de los pilares de sección rectangular presentan estucos, que antaño estaban policromados, donde se represen escenas del ritual palaciego [FIGURA 3]. Detrás de una pared divisoria, destinada a soportar las pesadas bóvedas de hormigón, corre paralela otra galería que da a los patios internos, alrededor de los cuales se articula la construcción [FIGURA 4]. Al noroeste, el Patio occidental ofrece una planta alargada. Al noreste, el Gran Patio está bordeado por los cuatro costados por escalinatas que delimitan un gran cuadrilátero hueco. Finalmente, al suroeste, hay un tercer patio que contiene la torre de cuatro pisos, enteramente hecha en mampostería y con gruesos pilares angulares [FIGURA 5 y 6]. Esta torre, al parecer, estaba destinada a los vigías en tiempos de conflictos con los vecinos. Según algunos autores, se trataría de un observatorio astronómico que permitía explorar el horizonte para observar la salida de los astros. Sin embargo, hay edificaciones sobre otras alturas cercanas —como la estructura XXIV, por ejemplo— que sin duda habrían respondido mejor a semejante función.

En el interior del palacio había múltiples salas destinadas a la vivienda del soberano, de su familia y de sus allegados. Los subterráneos seguramente se utilizaban como almacén. Finalmente, las galerías y los patios ofrecían sus espacios al despliegue de los fastos áulicos [FIGURA 7]. El patio grande, en particular, adornado con estelas monolíticas —que representaban a personajes de pie y apoyados contra los muros— o con frisos a modo de ortostatos inclinados, evoca el marco de suntuosas ceremonias palaciegas.

Al igual  que los templos, las falsas bóvedas del Gran Palacio de Palenque se benefician de grandes progresos técnicos: observamos, por ejemplo, un aligeramiento de las estructuras, gracias a los calados hechos en las superficies internas. Estos intentos por hacer menos pesadas las construcciones permiten disminuir el volumen de los materiales utilizados, sin debilitar la resistencia de las bóvedas, lo cual posibilita un mayor rendimiento de la obra. Palenque es, por tanto, un centro arquitectónico de considerable interés.

El siglo VII, en tiempos de Pacal y de Chan Bahlum, marca también el apogeo de los grandes bajorrelieves y de la decoración con estuco policromado. Prueba de ello son estos entrepaños, cubiertos de personajes y de divinidades, así como de toda una serie de jeroglíficos, gracias a los cuales podemos conocer mejor las dinastías, la historia y las divinidades de los mayas [FIGURAS 8-9-10-11].