Gli affreschi delle sale del primo piano del museo hanno risentito dei numerosi cambiamenti d’uso degli ambienti e solo alcuni dei soffitti voltati conservano la loro integrità. Gli affreschi sono stati per lungo tempo attribuiti al pittore veneziano Giulio Carpioni (1613- 1678) ma studi recenti ipotizzano l’attribuzione a Pietro Antonio Torri, pittore bolognese attivo in Veneto tra 1658 e 1774. Da una pianta redatta nel 1801 e conservata nella Biblioteca Civica di Padova si è dedotto che l’ingresso principale si trovava nei giardini del castello e che la fruizione degli spazi del piano nobile era opposta a quella odierna.
La prima stanza era l’attuale Sala 5 che aveva una ricca decorazione parietale e un camino tra le finestre. All’interno di un’intelaiatura architettonica dipinta, erano appesi finti quadri affrescati con rappresentazioni mitologiche. Le pareti furono coperte di intonaco in un momento non precisato e si ignorava l’esistenza di questo ciclo affrescato fino agli inizi del XXI secolo. Nella Sala 4 il soffitto è decorato con una finta quadratura architettonica con agli angoli finte statue di putti e volute lapidee. Nei riquadri del primo registro sono rappresentate scene dalla Gerusalemme Liberata di Torquato Tasso (1581). Al centro della volta si apre un ovale con tre amorini alati. La Sala 2 era il salone principale della dimora e ha il soffitto decorato con una finta intelaiatura architettonica con al centro lo stemma della famiglia Mocenigo e sulla volta uno squarcio aperto al cielo con una figura femminile seduta sulle nuvole con cartiglio, cornucopia, bilancia e squadra nelle mani a rappresentare il potere della famiglia Mocenigo. La volta della Sala 1 ha anch’essa una decorazione architettonica con finti riquadri e statue di figure mitologiche. Al centro, è presente un ovale con due putti in volo verso il cielo.
