Un peu plus tardive, la "Salle de Bal", prend un parti différent, Primatice étant alors supplanté par Philibert Delorme. Les fenêtres ici vitrées permettent le développement de fresques au-dessus d'un haut lambris de menuiserie. Un plafond à caissons élaboré par Scibec de Carpi complète l'ensemble. Au fond se détache une gigantesque cheminée encadrée de deux satyres en bronze, dont l'éclectisme jouant avec les formes, la lumière et les matériaux, dénote un style maniériste italien. Dans les embrasures des fenêtres, apparaissent des décors peints de scènes mythologiques inspirées de l'Histoire de la guerre de Troie et réalisées par Niccolò dell'Abbate, qui travaille parallèlement pour Anne de Montmorency (Enlévement de Proserpine, ou Histoire d'Euridyce).