Der Rittersaal ist das Herzstück der beiden Raumfluchten der Beletage. Er entstand in den Jahren zwischen 1728 und 1756. Benannt wurde er nach den hier abgehaltenen Zusammenkünften der Ritter des pfälzischen Hubertusordens. Da hier zahlreiche Porträts der direkten Vorfahren des Schlossbegründers Carl Philipp von Pfalz-Neuburg (1661-1742) hängen, wird er häufig auch als Ahnensaal bezeichnet.
Neben der Ahnengalerie des Hauses Pfalz-Neuburg beherbergt der Saal außerdem überlebensgroße Marmorstatuen seines Nachfolgers Carl Theodor (1724-1799) und dessen Gattin Elisabeth Augusta (1721-1794), geschaffen von Peter Anton von Verschaffelt. Kolossalpilaster gliedern den Saal und betonen seine Zweigeschossigkeit. Im Kontrast dazu stehen die feingliedrigen – rekonstruierten – Stuckaturen von Paul Egell und seiner Werkstatt zwischen und über den Pilastern. Das große, rekonstruierte Deckenfresko stammte einst von Cosmas Damian Asam und zeigt die Hochzeit von Peleus und Thetis. Dieses Thema war im Barock sehr beliebt. Es bot Gelegenheit, eine Vielzahl der bedeutenden Götter der antiken Welt darzustellen und sie auf spannungsgeladene Art und Weise in Verbindung zueinander zu setzen.
Auf der linken Seite des Rittersaals liegt das „Kaiserliche Quartier“ – benannt nach einem längeren Aufenthalt Karl Albrechts von Bayern, der hier den Ausgang seiner Wahl zum römisch-deutschen Kaiser in Frankfurt abwartete. Die Räume auf der rechten Seite dienten im 18. Jahrhundert als „Kurfürstliches Quartier“ und im 19. Jahrhundert als Repräsentationsräume der Großherzogin Stéphanie von Baden.