Да по идее должно попадать... Я думаю, корни проблемы с Esc в том, что палитра - немодальная. К примеру, возьмём палитру свойств объекта. Выбрали объект в чертеже - высветились свойства. Нажали Esc - выделение с объекта снялось, свойства из палитры исчезли. И из-за вот этой автокадовской обработки Esc и перехватывается, наверное. А раз перехватывается, значит и в PreTranslateMessage должно попадать. Но надо тестировать, проверять...
Кстати, в WPF такого не встречал. Может, будет проще на WPF контрол переписать?