All’appartamento inferiore si accede dallo scaloncino nell’angolo nord ovest del cortile d’onore. È costituito da cinque ambienti di dimensioni e funzioni differenti, tutti comunque abbelliti da decorazioni ad affresco databili tra la fine del Quattrocento e il primo decennio del Cinquecento, ascrivibili all’epoca e alla volontà di Alberto III Pio.
La sala dei Cervi è un ambiente di notevoli dimensioni decorato nella volta con crociere e nelle lunette da affreschi con soggetti tipicamente cortesi con scene di caccia. La volta presenta eleganti motivi geometrici intrecciati al cui interno sono iscritte le iniziali di Alberto Pio. Le decorazioni furono purtroppo irrimediabilmente danneggiate dal punto di vista cromatico nella quasi totalità da un incendio che si sviluppò nella sala intorno al 1861, dando alle pitture una scura tonalità brunastra, ben diversa dai brillanti azzurri e verdi che dovevano caratterizzarla.

La successiva sala degli Stemmi o dei Re presenta sulle due belle volte a crociera e sulla parte superiore delle pareti affreschi con stemmi dei re di Francia, con i tre gigli dorati, di Ludovico il Moro di Milano e di Anna di Bretagna. La volta presenta sul fondo bianco numerose code di ermellino (elemento decorativo piuttosto frequente nelle residenze dei re di Francia), mentre i costoloni delle crociere sono sottolineati da belle decorazioni a candelabra bianche su fondo blu. La presenza di stemmi legati ai re di Francia in questa e nella sala successiva dei Gigli è dovuta all’alleanza di Alberto Pio con i Francesi nel 1506; nel 1509 Carlo d’Amboise passò per Carpi e a questi anni sono da far risalire queste decorazioni.

L’adiacente sala dei Gigli presenta decorazioni nelle lunette delle pareti e nella volta, caratterizzata da piccoli soli con gigli dorati all’interno. Due delle lunette presentano invece su fondo azzurro una serie di gruppi statuari marmorei figurati, tra cui spiccano ben riconoscibili i Dioscuri di Montecavallo, tra cui sono inseriti medaglioni raffiguranti imprese araldiche e gigli di Francia sorretti da coppie di putti. Sulle altre due lunette sono ben identificabili Dioniso a cavallo di una pantera e la Sfinge che schiaccia un leone. Emerge in queste decorazioni, opera di Giovanni del Sega, un gusto antiquariale tipico della pittura romana di quegli anni che caratterizza buona parte delle decorazioni cinquecentesche del palazzo di Carpi, prima di tutte la sala dei Mori.

Un piccolo gioiello è l’attigua sala delle Muse, tipicamente rinascimentale per gusto e per scelta iconografica. La decorazione, ricca di figure allegoriche umanistiche, si sviluppa dal centro della volta, dove è rappresentato Pegaso in una cornice di grottesche di straordinaria qualità pittorica, alle lunette delle pareti dove si trovano le Muse in veste di musiciste e dove su un camino perduto doveva esserci anche Apollo, in una rappresentazione del Parnaso, come era nello studiolo ferrarese di Belfiore e nel tempietto delle Muse di Federico da Montefeltro a Urbino. All’incrocio delle vele, entro medaglioni, i busti dei grandi poeti dell’antichità. Questo piccolo vano era molto probabilmente lo studiolo di Alberto Pio, un luogo intimo e privato, direttamente collegato alle sale dell’appartamento del piano nobile in cui veniva conservata parte della sua biblioteca.

Dell’attiguo stanzino, denominato dei Cartigli per la presenza nella decorazione di cartigli incompleti degli stemmi, è da citare la bellissima crociera della volta segnata da una decorazione a candelabra di notevole qualità esecutiva. Si tratta probabilmente di un piccolo ambiente di passaggio per il vano attiguo, in cui ancora oggi rimane l’imposta dell’antica presenza di una scala a chiocciola che saliva, oltre che per le labili ma ben leggibili tracce di una trecentesca decorazione ad affresco a motivi vegetali dell’antico muro esterno della rocca, poi inglobato.