Salon de compagnie
Le pièce principale de l’étage est un salon de compagnie, des « jeux » et de musique en particulier du temps de Marie-Antoinette. Honoré Guibert a sculpté les trophées de musique des lambris ornés du chiffre du roi Louis XV, les deux « L » en feuilles de myrte enlaçant trois fleurs de lys au naturel sous une couronne de roses. L’imposante cheminée est en brèche violette. Le décor textile est un « damas trois couleurs » de Lyon souvent utilisé dans les châteaux royaux au XVIIIe.
Chambre à coucher
Le cabinet de retraite de Louis XV deviendra la chambre de Madame Du Barry en 1772 puis celle de Marie-Antoinette. Pour Louis XV, Honoré Guibert avait exécuté un lambris aux remarquables sculptures de plantes. Marie-Antoinette commanda en 1787 un nouveau mobilier, probablement dessiné par Jean-Démosthène Dugourc (1749-1825).
Cabinet des glaces mouvantes
Sous Louis XV commençaient ici les cabinets privés du roi. Marie-Antoinette transforma la pièce et commanda en 1776 au mécanicien Jean-Tobie Mercklein des glaces mouvantes montant du sol pour obturer les deux fenêtres et obtenir un boudoir à double jeu de miroirs. En 1787, la reine ordonna de nouveaux lambris dans le style arabesque qu’exécutèrent les frères Rousseau.
A ces pièces, s’ajoutent une garde-robe à chaise, une salle de bains, réaménagée en 1837 pour la duchesse d’Orléans, ainsi qu’une petite antichambre ou cabinet de toilette, situé à l’emplacement de l’ancienne bibliothèque de botanique de Louis XV.