A pocos metros de la puerta barroca que da acceso a la iglesia se encuentra la Puerta Real, encajonada entre dos torres cuyo aspecto recuerda a las Torres de Serranos de Valencia. Este acceso conduce al recinto interior que agrupa todas las estancias del monasterio propiamente dicho, es decir, a la verdadera clausura. Está rodeado por una muralla defensiva mandada construir por Pedro IV, quien ordenó destinar un espacio en la iglesia para un panteón real con el fin de custodiar las osamentas de los más gloriosos reyes de la Casa de Aragón. Las obras fueron dirigidas por su lugarteniente, fray Guillén de Agulló, y la muralla, que tiene un perímetro de 608 metros, 11 metros de alto y 2 metros de espesor, cuenta con almenas, aspilleras y un camino de ronda, estando defendida por 12 torres de planta poligonal. Dos de estas torres flanquean la Puerta Real, mientras que las de las esquinas se utilizaron como torres-cárceles; entre ellas se encuentran la torre de las Hostias, adyacente a la sacristía nueva, la torre de los Locos en dirección noreste y otras denominadas del Prior, del Aceite, del Rincón, de las Armas, de San Esteban, del Zapatero y del Cardenal.

La Puerta Real es una construcción militar del siglo XIV, en la que el hueco de la puerta presenta un arco de medio punto con grandes dovelas; en su clave, un ángel sostiene el escudo de la Corona adornado con dos leones rampantes. A ambos lados se aprecian timbres del rey Pedro IV, y en uno de ellos se puede leer una inscripción en latín que indica que la obra comenzó en la época de este monarca. Por encima de la puerta se alternan los escudetes reales con el del abad Guillermo Agulló, constructor de la puerta entre 1361 y 1393.

Una vez traspasada la Puerta Real, el visitante se encuentra a la izquierda con los vestigios de lo que fueron las habitaciones de conversos y donados, mientras que a la derecha unas escaleras de piedra conducen al palacio del rey Martín el Humano, construido a principios del siglo XV y destinado en la actualidad a museo. Frente a la Puerta Real se ubica el atrio o vestíbulo del claustro, obra del abad Copons, y a su izquierda se sitúan las bodegas, que originalmente funcionaban como comedor de legos o conversos; sobre esta edificación se construyó en el siglo XIV el dormitorio de monjes jubilados, donde en 1983 se instaló el museo de la restauración del monasterio.

A la derecha del atrio se hallan los lagares del siglo XIII, que en un principio fueron el dormitorio de legos, mientras que el muro sur se encuentra contiguo al muro norte de la iglesia. Dentro del atrio se accede a la esquina de confluencia con la panda norte-oeste del claustro. Al este del recinto amurallado se encuentran las instalaciones más antiguas, datadas en el siglo XII, como la capilla de San Esteban y la enfermería; además, en esta zona se ubican las Cámaras Reales, construidas en el siglo XIV sobre la muralla, y en el ángulo nordeste se edificaron las modernas habitaciones de monjes jubilados.