Der Mittelpunkt des Diana-Schlosses ist der gleichnamige zentrale Saal. Um ihn zu erreichen, musste man zunächst den Vorhof und den Ehrenhof durchqueren.

Der Diana-Saal ist rechteckig angelegt und reich mit Stuckdekoren und allegorischen Darstellungen geschmückt. Das Hauptthema ist die Jagd, das in einem dreifachen Register an Wandgemälden ausgeführt wird: Die Fresken des Deckengewölbes, ein Werk von Jan Miel, zeigen den Olymp mit Jupiter, der Diana “der Jagd höchstes Reich” verleiht. Darunter trifft der Blick des Besuchers auf sieben von zehn riesigen Reiterporträts der Herzöge und des Hofes, die hier früher lebten, von verschiedenen Malern im herzoglichen Dienst.
Schließlich erblickt man im unteren Bereich zehn Gemälde von Jan Miel, alle wiederum zum Thema Jagd (Hirschjagd, Hasenjagd, Bärenjagd, Fuchsjagd, Wildschweinjagd, Tod des Hirschen, Gang durch den Wald, Die Versammlung, Laufen lassen, Das Halali).

Der Saal wurde im 17. Jahrhundert für prunkvolle Bankette und Empfänge genutzt. Er liegt ideell in der Mitte der perspektivischen Achse von Castellamonte, die von Osten, vom Dorf her, eben durch den Diana-Saal und dann anderthalb Kilometer weiter nach Westen durch die Gärten verläuft, also in der Mitte zwischen dem Beginn der Via Maestra im Dorf und dem Ende der Allea Centrale am Diana-Tempel.