Histoire :
Dédiée à la Sainte-Croix, à saint Louis et à saint Thomas, cette chapelle castrale est l'unique vestige du palais riomois du duc Jean de Berry, fils du roi Jean II le Bon.
Oeuvre des architectes Guy et André de Dammartin, sa construction commencée vers 1380, mais n'a pas été achevée à temps pour le remariage du duc en 1389. Un siècle plus tard, Pierre II de Bourbon y fonda un chapitre de chanoines.
Tout en s'inspirant directement de la Sainte-Chapelle de Paris, les maîtres d'oeuvre ont livré une version toute personnelle. Son plan en est très simple : une nef unique et trois travées égales suivies d'un choeur formé d'une quatrième travée et d'une abside à trois pans. La troisième travée est flanquée de deux chapelles formant transept.
Si les clefs de voûte sont richement sculptées, la mouluration est l'unique décor des colonnes engagées sur lesquelles reposent les croisées d'ogives. Un escalier à vis dessert deux petites salles ayant jour sur l'intérieur de la chapelle. Celle du haut était l'oratoire ducal. Les hautes toitures couvertes d'ardoises sont bordées d'une balustrade en pierres ajourées où des quintefeuilles alternent avec des fleurons et des clochetons. longue de 73 m, la galerie de circulation est bordée d'une frise très fouillée interrompue par de nombreuses gargouilles. Postérieurs à la construction, les vitraux ont été réalisés sur les ordres de la maison de Bourbon. Endommagés à plusieurs reprises, spécialement par la grêle, ils ont subi de nombreuses restaurations en 1686, 1727 et au début du XIXe siècle. En 1842, le peintre verrier clermontois Thévenot fit un choix parmi les meilleur débris et les juxtaposa sans ordre rigoureux dans les trois remplages du chevet. Sur les murs du fond, on voit de grandes tapisseries d'Aubusson aux fleurs de lis sur fond bleu par Beaufinet, d'époque Restauration.