Der Nordflügel bestand aus einem langen Gebäuderiegel und einem quer daran angebauten großen Saalbau. Auf der dem Hof zugewandten Seite des länglichen Gebäudes befand sich ein Säulengang.
Digitale Rekonstruktion des Nordflügels. Der Säulengang vermittelte zwischen dem Hof und den innen liegenden Räumen. Die vollständige digitale Rekonstruktion der Pfalzgebäude ist im Besucherzentrum und Museum der Kaiserpfalz abrufbar.
Digitale Rekonstruktion des Heidesheimer Tores. Auch hier befand sich ein Säulengang auf der Innenseite des halbrunden Gebäuderiegels, über den man die innen liegenden Räume betreten konnte.
Diese Säule aus grauem Marmor wurde in Ingelheim gefunden und dürfte einst in einem der Säulengänge verbaut gewesen sein. (Besucherzentrum und Museum bei der Kaiserpfalz, Ingelheim)
Bei den Ingelheimer Säulen und der verwendeten Bauskulptur handelt es sich um wiederverwendetes, antikes Material. Davon zeugen die ganz unterschiedlichen Maße und Materialien. Einige der Stücke sind heute im Besucherzentrum und Museum bei der Kaiserpfalz zu sehen.
Bereits in der langobardischen Architektur findet man eine solche Vielfalt in der Bauskulptur. Karl kannte diese Gebäude, wie zum Beispiel die Kirche San Salvatore in Brescia. Sie könnten als Vorbild gedient haben.
Auf der dem Rhein zugewandten Seite des Nordflügels befanden sich erdverbundene Balkone, die repräsentativen Zwecken gedient haben könnten.
Karl der Große versammelte Gelehrte aus unterschiedlichen Ländern an seinem Hof und schuf so eine neue Wissenskultur. Abgebildet ist hier der Gelehrte Alkuin in der Mitte, flankiert von Rabanus Maurus, vor dem Heiligen Martin.
Karte mit markiertem Karlsgraben: Er sollte die europäische Hauptwasserscheide überwinden und die Flusssysteme von Donau und Rhein-Main verbinden.