Pierwsze wnętrze piętra powstało w wyniku rozbudowy Łaźni w 1788 r. W przeciwieństwie do reprezentacyjnych pomieszczeń parteru druga kondygnacja pałacu była przeznaczona wyłącznie na cele mieszkalne. W 1944 r. piętro zostało spalone, a dzisiejszy jego wygląd to wynik rekonstrukcji. 

Przedpokój prowadzi do prywatnych pokoi Stanisława Augusta. Było to wnętrze klasycystyczne, w którym podziały ścian i dekoracje podporządkowano symetrii. Dla jej zachowania umieszczono tu parę ślepych, lustrzanych drzwi. W miejscu, gdzie dziś stoi kominek, za czasów króla znajdował się piec kaflowy, zaś między oknami wisiało lustro. Ściany wybito zielonym jedwabiem, stanowiącym tło dla licznych obrazów z kolekcji królewskiej. Stanisław August wzorował się tu na angielskich kolekcjonerach dzieł sztuki, którzy wydzielali w swych wiejskich rezydencjach galerie pięknych obiektów. Wśród zgromadzonych obecnie na ścianie północnej płócien wielkością wyróżnia się usytuowany w centrum obraz Książę de Nassau polujący na lamparta Jeana-Baptiste'a Le Paona. Otaczają go pomniejsze dzieła sztuki pochodzące z rozmaitych szkół nowożytnego malarstwa europejskiego. Są tu obrazy niemieckie (np. portrety Jakoba Sacksa i Anny Sacks), włoskie (np. Kąpiel Dzieciątka według Rafaela, czy Ofiarowanie w świątyni, anonimowego artysty), niewielki, ale warty szczególnej uwagi Portret kobiety w stroju tureckim Szwajcara Jeana-Etienne'a Liotarda. Na oddzielnej ścianie wisi słynny Portret Stanisława Augusta z klepsydrą namalowany przez Marcella Bacciarellego na początku 1793 r. Ukazuje on króla w szlafroku, w prywatnym gabinecie, trzymającego dłoń na klepsydrze wstawionej w koronę. Jest to obraz o głębokiej, erudycyjnej symbolice, pomysłu samego Stanisława Augusta. Według tego obrazu powstały liczne kopie na zamówienie króla. Monarcha ukazał się tu w rozpaczy, jako zapowiadający abdykację i skarżący się na swe nieszczęśliwe panowanie. Pozostałą ścianę ozdabiają wizerunki osób z otoczenia króla, między innymi Heleny z Przeździeckich Radziwiłłowej, kochanki Stanisława Augusta, założycielki Arkadii pod Nieborowem. Inny portret przedstawia księcia Stanisława Poniatowskiego, królewskiego bratanka i ulubieńca.