Durante gli anni che vanno dal 1270 al 1276 iniziò il restauro del primo piano del Palazzo Comunale, erigendo snelle arcate gotiche (ancora visibili al secondo piano) a sostegno del tetto.

Nella prima metà del XIV secolo diresse i lavori di restauro del Palazzo Comunale Lorenzo Maitani.



Dal 1343 al 1345 quando, a seguito di una sollevazione, ottenne il potere in Orvieto Matteo Orsini, fu intrapresa la decorazione architettonica dipinta nel salone del Palazzo Comunale.

Ne rimane qualche traccia nella sala restaurata al secondo piano, dove è stata disposta la sede dell'Archivio Storico.

L'Aquila rastrellata del Comune e lo stemma degli Orsini sono chiusi nei tondi che si alternano ai capitelli delle colonne dipinte. Ritratti di magistrati del Comune, tra i quali un "dominus Nicolaus Zarfaldus", un "dominus Tudinus Judex" e un "dominus Egidius de Montefranco" sono sovrapposti a due scudieri duellanti, ed a stemmi dove rampa un leone fulvo in campo bianco.

Nel 1485 le condizioni del Palazzo del Comune erano così precarie che il Consiglio si adunava nel Palazzo Vescovile, dove poi più tardi risiedevano talora i Governatori Papali, quasi costringendo il Vescovo ad andarsene dalla sua abitazione prossima alla Cattedrale.

Lo stile della porta stemmata del salone del Palazzo Comunale risale alla fine del XV secolo, o al principio del XVI, il bugnato ciatto e liscio è racchiuso tra un arco gotico a corda al limite esterno ed un arco tondo al limite interno.
Nel 1515 crollò la torre del Comune nella Piazza Maggiore, da aprile a settembre di quell'anno la piazza fu ingombra delle pietre cadute e l'anno seguente si avvertì la necessità di restaurare il Palazzo.
Nel 1532 si ordinò al Sangallo il modello per il restauro del Palazzo Comunale (in ricompensa gli furono donate le Case di S.ta Chiesa alla Torre del Papa, col patto che vi costruisse un proprio palazzo e la riserva che, mancando suoi eredi diretti, il fabbricato tornasse al Comune), nello stesso anno, su disegno di Lorenzo da Viterbo, in uno stile antiquato, Leonardo da Todi e Antonio Scalpellini scolpivano una nuova porta di basalto per la sala grande dello stesso palazzo, forse quella che tuttora si vede a capo delle scale.

Sotto la direzione di Ippolito Scalza il Palazzo Comunale cominciò ad adornarsi di pietrame, secondo antichi e nuovi disegni, negli archi e nelle finestre. Si seguiva il progetto del Sangallo nelle arcate della loggia e il nuovo disegno dello Scalza nelle finestre un po' sovraccariche e pesanti e nel cancello destinato a chiudere la porta del Monte di Pietà, sotto l'arcata centrale. Il disegno completo dello Scalza per tutta la facciata è conservato nel Museo dell'Opera.

Ma i lavori iniziati nel 1573 non pare siano stati proseguiti oltre il 1581, ed il palazzo fino allo scorcio del XIX secolo rimase ancora più incompiuto di quello che appare oggi, perchè molte finestre del primo e secondo piano sono state compiute negli ultimi tempi.
Mancano quattro archi della loggia verso ovest e il fabbricato che ad essi si dovrebbe sovrapporre.

Lo Scalza dal 1597 diresse e collaudò i lavori del bel Pozzo con la bocca e le colonne in basalto che ancora oggi sorge sul terrazzo del Palazzo Comunale e che fu scolpito da Curzio Testasecca, e costruì la scala a cordonata dello stesso palazzo.

Nel XVIII secolo si tollerava che il popolo invadesse la loggia del Palazzo Comunale per assistere alla caccia del bove, che nelle feste più importanti empiva di muggiti e di urla la Piazza Maggiore.
Vecchi corami dorati ed impressi, residuo dell'antica grandezza, fin dal 1758 marcivano per la vecchiaia e per l'umidità, sulle pareti dell'Udienza nel Palazzo Comunale, e nel 1791 ci si lamentava di vedere quello sconcio nella Sala del Consiglio.

Intervenne il Numero delle Giurisdizioni e deliberò di sostituire il marciume con dei damaschi, che tuttora adornano in miserevoli brandelli l'aula consigliare del Comune di Orvieto. Una Crocifissione con la Maddalena, la Vergine e S.Giovanni chiusa in una cornice architettonica intagliata e dorata con lo stemma di Orvieto nella base (il leone rampante), che si vorrebbe attribuire a Spinello Aretino, proviene dalla Cappella di S.Lucia del Palazzo Comunale ed è ora conservata al Museo dell'Opera.

Nel 1653, nella Cappellina della parete orientale della Cappella Nuova fu costruita una cantoria per i musici ed allora fu tolta la tavola della Maddalena dipinta dal Signorelli e proprietà del Comune, che la trasportò nel proprio Palazzo, da lì passò al Museo dell'Opera. Di maniera piuttosto libera sono le decorazioni della Cancelleria del Comune, con quattro figure simboliche a chiaroscuro e al centro, un angelo con la tromba sorreggente lo stemma inquartato del Comune, ed ai quattro angoli gli stemmi delle quattro istituzioni dipendenti dal Comune stesso: dell'Opera del Duomo, dell'Ospedale di S.ta Maria, del Monte Pio e del Collegio Cappelletti.

Vanno ricordate anche le decorazioni pittoriche del fregio dell'aula consiliare nel Palazzo del Comune, con gli stemmi della città e le vedute dei castelli che, a metà del XVII secolo, erano sotto la giurisdizione del Comune: Civitella d'Agliano, Monteleone, Montegabbione, S. Venanzo, Ripalvella, Palazzo Bovarino, Collelongo, Poggiovalle e Bandita del Monte, San Vito, Benano.

Nel Palazzo Comunale, sui pilastrini che fiancheggiano l'attuale ufficio del Segretario, dove fino al 1860 era la Cappella del Magistrato, si legge "A. D." e "1758". Di quel tempo devono essere le decorazioni a fresco della volta della Cappella, e l'Annunziata e l'Angelo annunziante ai lati della finestra, figure di bel movimento, l'Angelo soprattutto, copia della bellissima statua del Mochi, allora nel Coro del Duomo.

Un grande frammento di sarcofago romano dove è rappresentata a bassorilievo una scena nuziale, frammento murato nella sala maggiore del Palazzo Comunale è l'opera più pregevole di arte romana, che sia rimasta ad Orvieto.

Dell'antico palazzo pubblico, rinnovato agli inizi del Duecento, s'intravedono ancora oggi, dietro il rifacimento cinquecentesco dello Scalza, le originarie strutture voltate e dai resti di alcuni archi trasversali si intuisce il grande salone superiore.

L'edificio progettato da Ippolito Scalza rimase incompiuto, ma lasciò un'impronta architettonica così forte nella piazza che i cambiamenti ottocenteschi seguirono un adeguamento stilistico. Nel 1857, per la visita di Pio IX, si commissionò a Virginio Vespignani un arco neoclassico in travertino sulla facciata meridionale del palazzo, come accesso alla piazza dalla Porta Romana.