Con la muerte de Carlos Manuel I de Saboya en 1620, comenzó a surgir la verdadera evolución del palacio, el cual en tiempos del Gran Duque había sufrido modificaciones menores, entre ellas un oratorio circular interno.
Un viajero en 1765, reinando Carlos Manuel III, habló sobre el palacio diciendo: El mobiliario casa con la belleza del apartamento; uno nota quí, entre otras cosas, candeleros cuyos reflectores son espejos con sólidos marcos de plata labrados con mucho gusto.
El traslado de la capital a Roma redujo drásticamente la importancia del lugar.
En ella el maestro mesinés ofrece una de sus más geniales realizaciones y, al mismo tiempo, más fascinantes: una imponente escalera en mármol, que parece volar hacia lo alto, como una voluta ligera y sinuosa.
El segundo piso tiene fuertes marcas, debido a los continuos trabajos encomentados por los soberanos para sus primogénitos,[6] abordando, en muchas salas, estilos y modos diferentes según la época.
Estos trabajos de renovación, debidos al gusto del momento, perjudicaban frecuentemente las obras preexistentes, como los techos o los frescos.
Es relevante, en estas salas, el pequeño gabinete chino (Gabinetto Cinese), una mezcla de estucos y de lacas orientales, sabiamente trabajados por Bonzanigo y su equipo, para crear imágenes típicas del fabuloso Oriente.
Son tres los estilos que caracterizan al palacio: barroco, rococó y neoclásico.
Ello se debe a los principales arquitectos que aquí trabajaron desde la época filibertina: La Armería Real (Armeria Reale) se encuentra en una de las alas del palacio, en el lado norte de la plaza del Castillo.
El rey decidió hacer pública la colección, y encargó a Roberto d'Azeglio (ya director de la Pinacoteca Regia) junto con Vittorio Seissel d'Aix, el cual, si bien teóricamente sometido al primero, no duda en numerosas ocasiones de ignorarlo, exasperando a d'Azeglio hasta el punto de hacerle abandonar la empresa para dedicarse exclusivamente a la Pinacoteca Regia.
La plaza del Castillo (Piazza Castello) que queda en el exterior del palacio, fue diseñada por Vittozzi, uniéndose a los otros edificios que, en su conjunto, forman el gran cuerpo de la residencia real.
Los jardines reales de la actualidad son, en gran medida, obra del arquitecto André Le Nôtre.
Antes del regreso de los Saboya, ocurrida con la restauración, Giuseppe Battista Piacenza, que ya había trabajado en las obras de la segunda planta del edificio, tuvo a su cargo restaurar las estatuas del siglo XVIII que representan a las estaciones y los grandes jarrones conmemorativos provenientes de Reggia di Venaria Reale.
Esta fue la última gran modificación ocurrida en los jardines, aunque después, algunas estatuas se colocaron a finales del siglo XIX.