Wielki Pałac nie stanowił jednego budynku, lecz ogromny kompleks obiektów o różnym przeznaczeniu. Prowadziło tam kilka bram, centralne wejście prowadziło przez bramę o nazwie Chalke, za którą wznosił się pałac Magnaura. Za nim znajdowały się pomieszczenia gwardii pałacowej. Tuż obok znajdował się pałac Dafne ze słynnymi salami:
Augusteus (do VI wieku sala tronowa, później miejsce koronacji cesarzowych), Sala Dziewiętnastu Łóż (odbywały się tu wielkie bankiety wydawane przez cesarzy), Konsistorium (miejsce zebrań zwoływanych przez cesarza dygnitarzy i senatorów).
Dalej, za pałacem Dafne, znajdował się właściwy Święty Pałac, gdzie znajdowały się komnaty cesarza. Niedaleko wybudowano szatnie cesarskie, skarbiec oraz Komnatę Purpurową i salę porodową cesarzowych (Porfirowa Komnata).
Jak pisze Waldemar CeranW. Ceran, Historia Kultury Bizantyńskiej, Warszawa 2002, s. 108. (...) Do Wielkiego Pałacu należało jeszcze wiele budowli i pawilonów, z których warto wymienić chociażby: Sigmę, Oktagon, Trikonchę, Pentakubikilum, galerie i portyki oraz stadion Tzykanisterion, gdzie cesarze grali w polo. (...)
W kompleksie stało również wiele obiektów sakralnych. Stały tam, prócz wielu kaplic, liczne kościoły: św. Zofii, św. Demetriusza, Eliasza, św.