К югу от Национального музея простирается территория Королевского дворца, построенного в кхмерском стиле во второй половине XIX в., когда столица была перенесена из Удонга в Пномпень. При поддержке французов дворец построили на месте древней крепости Бантей Кев, лицом к востоку, к восходящему солнцу, и недалеко от Чатомука.
Дворец служит официальной резиденцией формально ушедшему на пенсию «королю-отцу» Нородому Сиануку, а также с недавнего времени — королю Нородому Сиамони, унаследовавшему трон от отца в 2004 г. Главный вход располагается на востоке дворцовой территории, прямо напротив отеля «Renak.se» в колониальном стиле. В билетной кассе можно купить путеводитель по дворцу, мы также рекомендуем воспользоваться услугами экскурсовода.
Некоторые помещения дворца, включая личные покои короля, закрыты для посещения, но в большинство комнат можно свободно попасть.
Прямо за входом располагается Павильон Чан-Чай, ранее предназначавшийся для представлений национальных кхмерских танцев, а также бывший местом, откуда с балкона короли наблюдали за парадами и шествиями.
В центр большей северной части территории дворца выходит Королевский тронный зал. Он был построен в 1917 г., архитектор черпал вдохновение в стиле храма Байон в Ангкоре. Крестообразное здание увенчано тремя шпилями. На центральном располагается белая четырехликая голова индуистского бога Брахмы. Внутри в Тронном зале стоят трон и бюсты прежних правителей Камбоджи. Потолок украшен фресками, изображающими сцены из «Реамкера», кхмерского варианта «Рамаяны». Помимо коронаций, в Тронном зале проходят важнейшие государственные события, а также принимаются верительные грамоты от послов. Съемка внутри запрещена.
К северо-западу от Тронного зала находится комплекс королевской резиденции, дворец Кхемарин, а к югу — несколько строений, в том числе Королевская сокровищница, где хранятся церемониальные реликвии монархов, Великая корона победы, Копье победы и Священный меч.
По соседству расположен Королевский банкетный зал и Павильон Наполеона III. Павильон был изначально подарен императором Наполеоном III своей супруге, императрице Евгении, которая приказала разобрать строение и отослала его в Пномпень в качестве подарка королю Нородому в 1870-х годах. В Павильоне, функционирующем как музей, собрана экспозиция королевских памятных вещей и сувениров, среди которых бюсты, портреты, подарки иностранных послов, изящные шелковые наряды, фарфор, стекло и всевозможные безделушки. К сожалению, внешний облик здания нуждается сейчас в серьезной реставрации.
Недалеко от главного входа расположен небольшой зал для приемов, недавно пристроенный к дворцовому комплексу в ознаменование коронации Нородома Сиамони. В огромной стеклянной витрине представлена реконструкция того, как придворные несут своего монарха на руках в богато украшенном паланкине.