Decorata subito dopo la Stanza dei Gigli da artisti e maestranze coordinate da Isidoro Bianchi, la Stanza delle Rose allude al titolo di re di Cipro, di cui la rosa è simbolo araldico, assunto da Vittorio Amedeo I nel dicembre del 1632, ma poi non riconosciuto. L’immagine attuale è dovuta ai grandi interventi ottocenteschi, di mano di Gaetano Ferri, che sostituiscono il quadro con Venere e Marte al centro della volta con una Fama che regge lo stemma di Madama Reale.
La volta, impostata su base circolare diversamente da quelle delle altre sale, è articolata in fasce sovrapposte ornate con stucchi dorati che, nel primo livello, disegnano pannelli ornati da ghirlande di fiori. Negli angoli, quattro coppie di putti affiancati a riquadri fungono da pennacchi, raccordando il tamburo circolare al perimetro quadrato della sala. Sulle pareti, cornici in stucco scandiscono quadrature affrescate ancora con putti, librati in volo, su sfondo dorato.
Il cantiere aperto in occasione dell’Esposizione del 1858 sostituisce le porte, decorate già nel Seicento, ornandole con stucchi realizzati dallo scultore Pietro Isella su disegno di Domenico Ferri. Allo stesso Isella vanno riferiti i busti di Emanuele Filiberto e Margherita di Valois, sulle porte sud e nord, e di Maria Giovanna Battista di Savoia Nemours sopra la porta ovest.