Palazzo Trinci nasce in un arco di tempo che va dal 1389 al 1416 da una ristrutturazione di più case possedute dalla famiglia omonima. La facciata nel 1842 fu rinforzata con un progetto dell'architetto Odoardo Poggi riformato in parte dall'architetto Vincenzo Vitali.

Parte dello stabile fu ricostruito dopo le distruzioni dei bombardamenti dell'ultimo conflitto. La vasta corte è circondata da un porticato in laterizi costituito da archi, volte a crociera e pilastri. Il portico, di fronte all'entrata, era sede del museo epigrafico ed iconografico anch'esso danneggiato dai bombardamenti. 

Sopra il porticato, si apre una loggia completamente ricostruita.
L'ampia scala sulla destra del cortile è stata realizzata su disegno di Cesare Bozzoni nel 1927. Il primo piano è occupato dalla biblioteca e dall'archivio di stato.
Il secondo piano a cui si accede mediante una scala originale, presenta un vasto salone (detto di Sisto IX) adornato da un bellissimo soffitto ligneo a lacunari. A sinistra, dietro una loggia composta di due archi, troviamo un ambiente con un cielo di affreschi alle pareti di ignoto autore umbro con la storia della fondazione di Roma.

Accedendo nella sala delle arti e dei pianeti, pianta rettangolare irregolare, troviamo due cieli di affreschi anch'essi di ignoti maestri: uno è quello delle arti liberali, l'altro quello dei pianeti e della vita umana.
Da questo ambiente si accede al corridoio riccamente affrescato che collega il palazzo con la cattedrale. Sulla parete di sinistra troviamo raffigurati personaggi dell'antichità giudaica, greca, romana e del cristianesimo; sulla parete destra sono rappresentate le sette età dell'uomo.
La pinacoteca, cui si accede dalla Sala delle arti, contiene interessanti opere di Niccolò Alunno. Interessantissima è la sala dell'imperatore o dei Giganti. Questo ambiente ha subito varie manomissioni (tra cui inserimento di un palco) che hanno causato notevoli danni agli affreschi delle pareti i quali sono di notevole interesse e particolarità.

Rappresentano grandi capitali e imperatori dell'antichità. L'opera che è attribuita alla scuola di Ottaviano Nelli fu compiuta nel 1424. Nella successiva stanza, tra i tanti, un grande affresco che descrive la storia di Santa Barbara, la Madonna di Loreto e Sant' Antonio (1449) realizzata dal Folignate Bartolomeo di Tommaso.
Subito vicino una Crocifissione e sulla parete, di fronte alla finestra, deposizione dalla croce e frammenti di una grande composizione del secolo XIV.
Le altre sale sono ugualmente ricche di pitture per la maggior parte provenienti da altri palazzi o chiese o conventi che costituiscono il resto della pinacoteca. Dal salone si scende alla cappella a pianta quadrangolare con volta a crociera pregevolmente affrescata.
Anche le pareti, sino ad una certa altezza, sono affrescate con storie della vita della Madonna (1424). Molto interessante è il vano della sala comunale di collegamento tra il cortile interno con pozzo centrale e il piano nobile.
Il palazzo Trinci, oltre alla pinacoteca, contiene l'archivio di Stato e la biblioteca. La prima biblioteca di Foligno fu formata nel 1860 con i libri presi nei conventi di San Francesco, San Domenico, San Nicolò, San Giacomo e San Bartolomeo.
Sulle pareti dell'atrio del cortile sono stati sistemati vari stemmi e iscrizioni.

Sotto la sala di letteratura era stato sistemato anche il museo archeologico che andò rovinato durante la guerra. Vario materiale è conservato nei locali interni. Il cortile, un tempo aperto al transito e dove si affacciavano alcuni negozi, è spesso utilizzato per varie manifestazioni.

Sulle pareti dell'atrio sono state affisse tre lapidi, una nel 1936 per ricordare l'avvenuto restauro, una nel 1942 per testimoniare i grandi personaggi di Foligno attraverso i secoli, la terza nel 1956 in occasione dei centenario della nascita di Mons. Michele Faloci Pulignani.
Sopra via XX Settembre c'è un arco in cotto che collega il palazzo con la Cattedrale.