このように、極めて規則的な構造を持ち“層塔型”の形式を体現するかのようにそびえ立つ福山城の天守は慶長期に発達した城郭建築技術の完成形といえるものである。多数の破風に加え最上階には廻縁や装飾的な華頭窓が付けられるなど、全くの実用本意というわけではなかった。最上階の廻縁には、時期は不明だが途中から風雨を防ぐ突上げ板戸が付けられ、焼失前まで福山城天守の大きな特徴のひとつとなっていたが、再建された天守では板戸は再現されていない。
本丸御殿.
本丸には築城当初に城主の居館があった。本丸御殿は多くの御殿建築と同様に公的な「表向」と私的な「奥向」から構成されていた。表向は筋鉄御門から入ると左正面に式台（玄関）があり、その左手に内玄関があった。式台の正面は広間（虎の間）でこの東側に渡り廊下で繋がれて大書院（皇帝の間）が建てられていた。大書院の南には御風呂屋（現在の御湯殿）があり往時は渡り廊下で繋がれていた。大書院の北側は表居間（伏見御殿）でこちらも大書院と渡り廊下で繋げられていた。この他に小書院（鶉の間）、表台所、料理間などがあり、これらの礎石は部分的に残されている。奥向は表向の北側（天守の南側）に位置し奥居間、奥台所、長局、などで構成されていた。
本丸御殿に居住したのは、初代藩主水野勝成、二代勝俊のみで、三代藩主勝貞は三の丸東側に新たな御殿（三の丸御屋形）を造営して移り住んだ。以後、廃城まで三の丸が藩主の居館となったが、その後も式典などに本丸御殿が用いられることもあったため、居住施設である奥向部分は江戸後期に取り壊されたものの表向の建物は多くが明治時代まで残された。解説などには本丸の居館全体を「伏見御殿」と呼ぶものも多くあるが、本来の伏見御殿とは殿舎のうち特定の建物「表居間（御殿）」を指す呼称であり、居館全体の呼称は「本丸御殿」または「本丸御屋形」である。表居間（伏見御殿）はその名の通り伏見城から移築されたとされる。
なお、これを秀吉の伏見城からの移築とする説明も多く見られるが、豊臣時代の伏見城は関ヶ原の戦いの前哨戦において大部分が焼失しており、さらに江戸時代の地誌では箱棟に葵の紋（徳川家家紋）が付いていたと書かれるなど、江戸時代の建築であった可能性が高いと考えられる。
本丸南側.
伏見櫓.