Tra il 1306 e il 1308, fra Giovanni degli Eremitani trasformò i tre grandi ambienti in cui era suddiviso il piano superiore in un'unica sala, ideando una nuova copertura a forma di carena di nave rovesciata.

A cavallo del primo decennio del trecento a Giotto e bottega viene affidato il compito di affrescare le pareti della grande sala, il ciclo però fu distrutto dall'incendio che nel 1420 mandò in cenere l'archivio dei Carraresi.

Gli affreschi furono ripristinati dal maestro padovano Nicolo' Miretto con la collaborazione di Stefano da Ferrara e di altri pittori sulla base degli studi di Pietro d'Abano, facoltoso studioso del suo tempo.

Il ciclo di affreschi e' suddiviso in 333 riquadri, si svolge su tre fasce sovrapposte, ed e' uno dei rarissimi cicli astrologici medievali giunti fino ai nostri giorni.

La stretta relazione tra le pitture e la funzione del luogo che le ospitava spiega la presenza delle varie figure di animali, a volte fantastici, che costituivano le insegne dei seggi del tribunale, alla cui funzione si collegano anche le allegorie della Giustizia, del Diritto, del Comune in Signoria e gli affreschi raffiguranti il Giudizio di Salomone e la scena di processo.

Nel Salone sono conservati la pietra del Vituperio, su cui i debitori insolventi erano obbligati a battere per tre volte le natiche, dopo essersi spogliati (la pratica è all'origine dell'espressione restare in braghe di tela), e il grande cavallo ligneo, restaurato e ridato al suo originale splendore, realizzato da Annibale Capodilista per una giostra e in seguito donato dalla famiglia alla città.

Oggi la grande sala è luogo di mostre e di incontri culturali, mantenendo un ruolo centrale all'interno della vita pubblica di Padova.