La Cappella Palatina, dedicata a Sant’Anna, è situata nel piano nobile del Castello dei Ventimiglia. Commissionata nel 1684 da Francesco Rodrigo Ventimiglia, la nuova cappella tardo seicentesca sostituiva quella più antica, situata nell’ala nord del palazzo, a pianta quadrata, troppo piccola e angusta e non rispondente al rinnovato gusto barocco. La decorazione dell’ambiente sacro viene affidata al palermitano Giuseppe Serpotta, maestro dell’arte dello stucco, che vi lavora insieme al giovane fratello, Giacomo. Gli stucchi, su fondo in oro zecchino, presentano un tripudio di putti giocosi, drappeggi svolazzanti e un vocabolario di creature immaginarie fitomorfe e zoomorfe, esemplari di una natura bizzarra e misteriosa, che hanno un riferimento diretto con un’altra opera, eseguita dai fratelli Giuseppe e Giacomo poco prima dei lavori nella cappella di Castelbuono: l’altare della chiesa del Carmine Maggiore a Palermo.

I rilievi scultorei, bianchi e levigati, sono caratterizzati da una raffinatezza e una vitalità tipica dei Serpotta, maestri indiscussi dell’arte dello stucco, seppur con una ridondanza tipica di uno stile più acerbo rispetto al fluire dinamico delle opere più tarde di Giacomo Serpotta. A quest’ultimo sembrano guardare i due teatrini entro medaglioni ai lati dell’altare, nella parete di fondo, caratterizzati da una impostazione spaziale sicura e da uno studio prospettico elaborato.

La pianta rettangolare coperta da volta dell'ambiente oblungo della cappella consente una visuale di notevole impatto scenografico in cui lo sguardo, dopo essersi soffermato nelle curiose e ricche decorazioni in stucco, rese ancor più dinamiche e tridimensionali dalle vibrazioni luminose del fondo in oro zecchino, viene indirizzato verso la parete di fondo, dove si trova l'altare maggiore sul quale è collocato, entro nicchia, il prezioso reliquiario in argento che custodisce la sacra reliquia di Sant’Anna. L’ambiente della cappella, oggi, si presenta modificato nella sua spazialità: la necessità di allargare lo spazio e, dunque, consentire l’accesso a un pubblico più numeroso, ha portato negli anni venti dell’Ottocento all’abbattimento del muro posteriore, che separava la cappella da un piccolo ambiente adiacente alla torre (stanza della marchesa) e, contestualmente, allo spostamento della cantoria lignea, rimontata in posizione indietreggiata di circa 3 metri rispetto alla sua collocazione originaria. Gli stucchi sono stati sottoposti a intervento di restauro nel 1999 a opera dell’Opificio delle Pietre Dure di Firenze. Il restauro ha interessato l’intero apparato decorativo con la pulitura, il consolidamento e l’integrazione estetica delle lacune del fondo dorato.

Posta al centro in una nicchia dell’altare, la reliquia del teschio di Sant’Anna si trova il reliquiario argenteo, a forma di busto e ornato di rilievi con scene della vita della santa e San Gioacchino e la nascita di Maria.