Μαζί με το λαμπρό εξωτερικό του, το οποίο παρουσιάζει στοιχεία Art Nouveau και νεοκλασικά, το Palacio de Bellas Artes φιλοξενεί επίσης εξαιρετική ομορφιά στο εσωτερικό του.
Οι δάσκαλοι της μεξικανικής τοιχογραφίας έχουν αφήσει το σημάδι τους. Με το εισιτήριό σας για το Palacio de Bellas Artes, προσέξτε τα έργα του Rufino Tamayo μόλις μπείτε στο εσωτερικό. Δημιουργήθηκε τη δεκαετία του 1950, θα βρείτε το México de Hoy (Το Μεξικό σήμερα), καθώς και το Nacimiento de la Nacionalidad (Η γέννηση της εθνικότητας), το τελευταίο εμφανίζει τη συμβολική απεικόνιση της δημιουργίας του mestizo - κάποιου μεικτού ιθαγενούς και ισπανικής καταγωγής.
Στο δυτικό άκρο του τρίτου ορόφου βρίσκεται το έργο του Ντιέγκο Ριβέρα από το 1934, El hombre controlador del universo (Ο άνθρωπος, ελεγκτής του σύμπαντος), μια αναδημιουργία του έργου του Man at the Crossroads (Ο άνθρωπος στο σταυροδρόμι) που αρχικά προοριζόταν για το Rockefeller Center στη Νέα Υόρκη. Ο αρχικός πίνακας σοβατίστηκε λόγω της συμπερίληψης του Λένιν και μιας σοβιετικής παρέλασης της Πρωτομαγιάς, αλλά η απώλεια του Ροκφέλερ είναι κέρδος του Palacio de Bellas Artes.
Επίσης, παρουσιάζεται το τριμερές έργο La Nueva Democracía (Νέα Δημοκρατία) του David Alfaro Siqueiros, το τετραμερές έργο Carnaval de la Vida Mexicana (Καρναβάλι της Μεξικανικής Ζωής) του Rivera και το έργο La Katharsis (Κάθαρση) του José Clemente Orozco, το οποίο απεικονίζει τη σύγκρουση μεταξύ των κοινωνικών και των φυσικών τάσεων της ανθρωπότητας.
