Neben einem kleinen salischen Palas entstand bis zirka 1158 auf dem Burghügel eine völlig neue Pfalz. Rahewin, der Geschichtsschreiber Barbarossas, beschrieb die Anlage folgendermaßen: „In Lautern hat er (der Kaiser) ein königliches Haus aus roten Steinen errichtet und mit nicht geringer Pracht ausgestattet. Denn auf der einen Seite hat er es mit einer starken Mauer umgeben, die andere Seite umspült ein seeähnlicher Fischteich, der zur Weide der Augen wie des Gaumens alle Delikatessen an Fischen und Geflügel enthält. Daran stößt ein Park, der einer Fülle von Hirschen und Rehen Nahrung bietet. Die königliche Pracht all dieser Dinge und ihre Menge, die größer ist, als dass man sie schildern könnte, erweckt das Staunen der Beschauer.“

Wie kaum ein anderes Bauwerk verkörperte die Ausstattung und die Dimension der Kaiserslauterer Pfalz „die Ehre des Reiches, honor imperii“. Friedrich I. hielt sich acht Mal in dieser Pfalz auf. Von seinem Sohn, Heinrich VI. sind fünf und von seinem Enkel Friedrich II. sind zwei Aufenthalte historisch nachgewiesen. Ein weiterer, historisch belegter Höhepunkt war 1269 die Hochzeit des römisch-deutschen Königs Richard von Cornwall mit Beatrix von Heinsberg-Valkenburg. Ab 1322 wurde die Kaiserpfalz mehrfach an verschiedene Landesherren verpfändet und fiel schließlich 1375 ganz an die Kurpfalz. Als Regierungssitz verlor sie damit jedoch ihre Bedeutung. Das Ende kam 1689 im Pfälzer Erbfolgekrieg, als die Truppen Ludwig XIV. von Frankreich die Anlage niederbrannten. Die Reste wurden im 19. Jahrhundert versteigert und für Neubauten abgetragen.