El interior del Palacio de Pena presenta estucos ornamentados, columnas con múltiples motivos, techos con arcos moriscos y gran parte de la capilla del monasterio original. Muchas habitaciones del Palacio de Pena están pintadas en trampantojo, que es un sorprendente método de pintura que da la ilusión de profundidad y estratificación utilizando sólo pintura.