Ludvíkovo křídlo bylo přistavěno pro Ludvíka Jagellonského - syna krále Vladislava. V něm se nachází kancelář, zvaná v různých obdobích jako Říšská kancelář, Síň Říšské dvorské rady, Místodržitelská kancelář. O patro níž se nachází Stavovský sál či Česká kancelář, která se stala 23.5.1618 dějištěm defenestrace.

Ludvíkovo křídlo

V rámci poslední velké přestavby Starého královského paláce po roce 1485, kdy král Vladislav Jagellonský přesídlil ze staroměstského Králova dvora (u Prašné brány) na Hrad, bylo nově postaveno v jižní části paláce Ludvíkovo křídlo, ve kterém byly soukromé komnaty Vladislavovy rodiny a služebnictva a také zde sídlily nejvyšší zemské úřady (státní administrativa). Jméno získalo po Ludvíku Jagellonském, synu Vladislava Jagellonského.

Dvorský řád posledních Jagellonců neznáme. Dochovaly se pouze dva dvorské řády pro Annu Jagellonskou, dceru Vladislava Jagellonského, která žila ve Vídni a poté v Innsbrucku. Její dvůr se dělil na mužskou a ženskou část, které byly striktně sociálně i prostorově odděleny. Pokoje ženské části dvora se nacházely nad místnostmi ostatních členů dvora. Měly několik vstupů pro různé osoby. O patro níž byl pokoj pro služebnictvo. Ráno probíhala mše, poté následovalo společné stolování s rozsazením kolem tří stolů dle přesně stanoveného pořádku, princezny jedly samy u stolu čtvrtého. Muži jedli společně o patro níž. Innsbrucký dvůr měl asi 130 lidí, běžně zde jedlo 190 - 200 lidí. Z tohoto dvorského řádu lze usuzovat původní funkci Ludvíkova křídla.

Hlavním architektem této přestavby, která se nesla v duchu pozdní gotiky s prvky renesanční architektury, byl Benedikt Rejt.

Ludvíkovo křídlo jako nová přístavba je  oproti severní části daleko více inspirována italskou architekturou, přitom není spolehlivě doloženo, že by Rejt Itálii navštívil. Celá výstavba Ludvíkova křídla ukazuje změnu ve stylu a skvělou práci Benedikta Rejta. Kvůli propojení dvorské zóny se zónou vyhrazenou provozu zemských úřadů je skladba prostor paláce velmi ojedinělá. Celý objekt působí sebevědomě. Jedná se o pětipodlažní stavbu – 3 podlaží jsou obytná, 2 podlaží sklepů. Uspořádání vnitřního a venkovního členění dle projektu stavitele Benedikta Rejta připomíná obytné místnosti Pia II v pianu nobile piccolominiovského paláce v Pienze. Obslužné, především komunikační prostory byly však vcelku jasně odlišeny od velkých síní, které byly na úrovni Vladislavského sálu klenuté. Jsou zde dva méně honosné edikulové portály mezi obslužnými prostory a zdvojený portál s dekorativními prvky mezi dvěma obytnými místnosti.

Česká dvorská kancelář

Hlavní podlaží v úrovni Vladislavského sálu (tj. 4. podlaží) má proporce z jihu na sever 1:2, 2:2 a znovu 2:2. Vnitřní opěráky dělí hlavní místnosti na úzké poloviny vždy 1:2. Dílo Francesca di Giorgio Martiniho (1439-1501) má velmi podobný způsob proporcí. Hlavní portál do Ludvíkova křídla je zapuštěn. Edikulový portál je ohraničený římsou s odstupňovaným vlysem.

Točité schodiště, které se nachází v jihozápadním nároží není striktně gotický prvek, protože točité schodiště byla součástí i velkých projektů italských mistrů - architekta Luciana Laurana (1420-1479) i malíře a sochaře Francesca di Giorgia Martiniho (1439-1501). Klenba tohoto schodiště je ale mistrovským Riedovým dílem. Je zde kroužená klenba, která má jednodušší vzor než ve Vladislavském sále či na jezdeckém schodišti. Profilovaná žebra jsou ukotvená bez konzol ve zdi. Myšlenky nové italské architektury se ale projevují na dvouramenném schodišti, které najdeme u první z velkých síní.

Vnitřní uspořádání hlavních podlaží odpovídá modulárnímu schématu, které připomíná vnitřní řešení italských paláců 15. století. Pod úrovní Vladislavského sálu (tj. ve 3. podlaží) se pravděpodobně nacházela původní černá kuchyně. Vytápěly se z ní jižní pokoje a také zřejmě i 4. a 5. podlaží, která pravděpodobně obýval užší dvůr královny.

První hlavní místnost

Vstup do první hlavní místnosti je zapuštěným edikulovým portálem. Typické pro edikulové portály je předsazení od stěn. Zde je však portál zapuštěn. Tento portál s odstupňovaným ostěním je méně zdobný než vstupní portál do druhé hlavní místnosti.

Místnost je zaklenuta síťovou klenbou s přetnutými žebry, která je typická pro pozdní gotiku. V první místnosti jsou žebra profilovaná a na některých úsecích navíc stočená. Nestýkají se v jednom styčníku, ale jsou zde přesahy žeber. Přetínající se žebra jsou typická pro pozdní gotiku. Tento typ klenby je staticky nevýhodný a uchvacuje svým vzhledem. Klenební žebra jsou svedena do konzol s motivem hlav - maskaronů nebo vegetabilního listového motivu. U některých ukotvení žeber konzoly chybí a žebra, která se protínají těsně před zapuštěním, jsou uchycena ve zdi.

Druhá hlavní místnost

Druhý portál je už honosnější. Pilastry s patkou i hlavicemi jsou bohatě zdobené vegetabilním a florálním motivem v provedení jemné kamenické práce. Nesou profilovaný architráv doplněný odstupňovanou římsou, ve vlysu jsou dva lvi držící erb s písmenem L opatřeným korunkou, což odkazuje na iniciály Ludvíka Jagellonského. Toto řešení je velmi podobné interiérům italských paláců, především katolických, což odpovídá kulturní, politické i náboženské orientaci Vladislava Jagellonského i předních panských rodin.

V druhé místnosti žebra nejsou použita, jsou pouze naznačena barevně.

Ve druhé komnatě se nachází velké tříosé okno, ze kterého byli v roce 23.5.1618 vyhozeni královští místodržící Vilém Slavata z Chlumu a Košumberka a Jaroslav Bořita z Martinic na počátku českého stavovského povstání (druhá/třetí pražská defenestrace).

Druhá pražská defenestrace 1618 - Johann Philipp Abelinus

Vnější uspořádání

Vnější stěny jsou z mohutných, pečlivě opracovaných kvádrů. Ludvíkovo křídlo nemá tradiční opevňovací prvky. Jeho nejnižší patra jsou směrem k městu výrazně zkosena. Průčelí Ludvíkova křídla připomíná projekty Francesca di Giorgio Martini (1439-1501).

Výšky hlavní a mezipatrové římsy v úrovni podlahy Vladislavského sálu jsou dány diagonálními obdélníky, vepsaných do systému velkých dvouosých oken paláce. Velmi nápadným znakem je také výška Ludvíkova křídla, která je velmi podobná římským palácům.

Vnitřní uspořádání je vyjádřeno na všech třech průčelích paláce. Na východním průčelí nalezneme dvouosé křížové okna s nadokenními římsami. Okna nejnižšího obytného podlaží jsou výrazně zmenšena a jsou posazena na nadokenní římsy.

Nejsevernější osa průčelí je obsazena dochovanými křížovými okny. Dvouramenné schodiště má na průčelí sdružená okénka, která jsou navíc posunuta dle úrovně podest.

Jižní průčelí je osazeno velkými tříosými okny, umožňujícími vyhlídku na Prahu. Tato okna se objevovala severně od Alp jen velmi zřídka a to hlavně u hodně náročných projektů. Na západním průčelí jsou pouze dvě jižní osy osazeny velkými okny. Jedno z oken není navrženo jako obdélné křížové, ale je uzavřeno obloukem, také nápadný znak římské i florentské architektury 15. století.

Východní průčelí je nadřazeno západnímu. Díky nižší intenzitě osvětlení, ale i proto, že východní průčelí je přikloněno k Vladislavskému sálu a proto je vnímáno jako důležitější. Hlavním tématem Palazzo Piccolomini v Pienze je vztah člověka a přírody. V Praze se ale otvíral výhled na panorama Prahy, tedy na architekturu coby výsledek lidské činnosti.