En la planta noble destaca la luxosíssima decoració que inclou columnes de marbre, sostres coberts amb fustes precioses (palissandre, banús i fustes brasileres), mobles i aplics de marqueteria de qualitat extraordinària.
La peça central de la planta és un saló de 17 metres d’alt decorat amb pintures murals i coronat amb una cúpula parabòlica que sobrepassa el terrat enforma de con, que està perforada per cercles que, sota la llum del dia, li donen des de l’interior una aparença de planetari. També trobem en aquesta sala una petita capella encastada en la paret amb les portes decorades amb pintures dels dotze apòstols d’Aleix Clapés, l’altar tenia una imatge de la Puríssima, obra de Joan Flotats, que se suposa destruïda el 1936 amb motiu de la guerra civil espanyola, i un sens fi d’elements decoratius.
Tant la planta com tot l’edifici està organitzat en funció d’aquesta peça. El saló s’utilitzava per a reunions, concerts, actes literaris i religiosos, etc. Les habitacions del nord estaven al servei dels esdeveniments socials (visites, tocador desenyores, sala dels passos perduts, etc., mentre que la part sud s’utilitzava per als propòsits de la família, com ara el menjador o la sala de billar.
És curiós el sistema que va utilitzar Gaudí per a la construcció del’orgue, obra de Aquilino Amezua, ja que els tubs per on surt l’aire arriben fins a dos pisos més amunt aconseguint un gran efecte acústic.
A través de la planta noble s’accedeix a la terrassa del darrere del Palau, un immillorable mirador per descobrir la façana posterior, presidida per una tribuna i unes gelosies de fusta de caoba ricament decorades.
S’ha pogut recuperar i incorporar al Palau una part important del mobiliari original, el menjador complet i altres peces de la planta noble. Aquest mobiliari es va adquirir als marquesos de Sant Mori, que al seu torn els van arribar a través del casament de Francesc de Moxó i Sentmenat (fill dels primers marquesos de Sant Mori) i Francesca Güell i López (filla dels comtes de Güell).
