Une voûte conduit à plusieurs salles gothiques sous croisées d'ogives. L'une d'elles abrite des colonnes et chapiteaux romans provenant de l'église Notre-Dame-des-Tables. La salle Pétrarque, du 14e s., est utilisée par la municipalité de Montpellier comme salle de réception. L'hôtel de Varennes abrite le musée du Vieux Montpellier et le musée Fougau.