Τα επιβλητικά κτήρια της βόρειας πτέρυγας παραπέμπουν στη φράγκικη περίοδο. Ενώνονται κλιμακωτά μεταξύ τους και έχουν φρουριακή μορφή. Στην πτέρυγα αυτή ανήκει το κτήριο με τα γοτθικά τόξα στα παράθυρα, το μεταγενέστερο διώροφο κτήριο που έχει ταυτιστεί ως η οικία του δεσπότη και της οικογένειας των Καντακουζηνών, κατασκευή που χρονολογείται μεταξύ 1350 και 1400, το μαγειρείο και οι στέρνες.
Η ΒΔ πλευρά της πλατείας καλύπτεται από ένα ενιαίο διώροφο κτήριο που αποτελεί μία ολοκληρωμένη αυτοκρατορική κατοικία, χαρακτηριστικό δείγμα αρχιτεκτονικής της εποχής, που συναντάμε και σε άλλες περιοχές της Βυζαντινής επικράτειας. Το ανακτορικό κτήριο αποτελείται από μικρό καμαροσκέπαστο υπόγειο, τον πρώτο όροφο που απαρτιζόταν από οκτώ διαμερίσματα και από τον δεύτερο όροφο με ενιαίο χώρο που αποτελούσε την Αίθουσα του Θρόνου, γνωστή και ως Χρυσοτρίκλινον ,μια παραλληλόγραμμη αίθουσα 36 x 10 μ. με πολλά αψιδωτά παράθυρα και στρογγυλούς φεγγίτες που το χειμώνα θερμαινόταν από οκτώ τζάκια.