Ved siden av ligger Palazzo Madama, sentralt på Piazza Castello. Den består av to deler: En middelalderfestning som ble reist på 1200-tallet over restene av en byport fra romertiden, og et nyere tilbygg i barokkstil utført rundt 1700. Denne delen fikk en raffinert balustradefasade, og det nye utseende ble føyd til av Juvarra etter ønske fra en kongelig enke i 1718. (Juvarra var også byggmester for en rekke residensslott for Savoiahertugene.) Palazzo Madama rommer Museet for eldre kunst (Museo di arte antica).