O Pátio Central permite circular entre as várias divisões do Paço de D. João I e D. Filipa, sem ter que atravessar todo o interior. O piso superior, em cujo exterior se observa pintura mural do século XVI, tem acesso direto através de escadas em caracol. Ao centro, existe um esguicho de água em forma de coluna torsa (séc. XVI).

Neste espaço exterior destaca-se a Gruta dos Banhos, um recanto protegido do sol que permite desfrutar da tranquilidade do pátio. Os jatos de água que jorram dos minúsculos orifícios nas paredes conferem-lhe uma dimensão lúdica. Construída nos finais do século XV ou inícios do século XVI, a gruta foi redecorada no século XVIII. Os estuques do teto, atribuídos à oficina de Giovanni Grossi, apresentam a Criação do Mundo (composição central), as Quatro estações (cantos) e temas mitológicos.