Fachada oeste
La portada del lado occidental, que se considera la principal entrada del Palacio, es de orden dórico, con cuatro grupos de columnas dobles estriadas, cuyas basas y capiteles están preciosamente adornados. Entre las columnas se abren tres puertas: la central, de gran tamaño, sirve de apoyo a la estatua de una mujer que sostiene una granada simbólica en una de sus manos y extiende la otra en ademán de señalar, como haciendo al Emperador la ofrenda del palacio. Las otras dos puertas son más pequeñas y están adornadas con grupos de frutas en ménsulas y con medallas en sus tímpanos. Sobre estas portadas aparecen medallones enmarcados en piedra serpentina.
Fachada sur
La del mediodía (mirando a la Torre de la Justicia) tiene el cuerpo inferior jónico; los pedestales que se prolongan a los lados para sostener dos leones tendidos tienen en sus netos bajo-relieves con trofeos guerreros, romanos, árabes, turcos y cristianos; la puerta tiene una cornisa y frontón con un relieve de la Abundancia en su tímpano y, sobre él, figuras aladas de la Fama y la Victoria ofreciendo coronas al vencedor y acompañadas de geniecillos. El segundo cuerpo de esta portada es corintio, y sus dobles columnas se apoyan en pedestales con relieves que forman una balconada.
El 4 de junio de 1526, el emperador Carlos V llega a Granada en viaje de novios y, hechizado por la magia de los palacios nazaríes, decide construir un alcázar en la Alhambra. La realización corre a cargo de Pedro Machuca, pintor y retablista toledano, que demostrará en este edificio -el único que firmó en su vida- ser un espléndido arquitecto. El edificio se distribuye al exterior en dos pisos, almohadillándose a la rústica la planta baja y acotándose la superior con pilastras de orden jónico, siguiendo las formulaciones impuestas por la cultura arquitectónica romana. En el frente occidental y meridional se manifiestan sendas portadas triunfales, donde se alegorizan las gestas militares del emperador Carlos V que, paradójicamente, nunca llegó a habitar esta casa. Su financiación corrió a cuenta de los moriscos granadinos que debían aportar rentas anuales a cambio de poder mantener sus costumbres. 
Palacio de Carlos V en Granada, obra de Pedro Machuca. Planta dentro de la Alhambra