Su sobrino Leonardo, en los años 1546 a 1553 hizo edificar el palacio que fue luego ampliado y restaurado en su actual forma en 1612 por Miguel Ángel el Joven, hacia 1612.

El Joven utilizó un proyecto que comprendía dos diseños del propio Miguel Ángel.

Su último descendiente, Cosimo, ofreció el edificio y sus colecciones a la ciudad, y en 1859, un año después de su muerte, el palacio fue abierto como museo.

Se distingue sólo el portal, sobre el que hay un busto de bronce, copia del retrato de Miguel Ángel hecho por Daniele da Volterra y conservado en el museo del Bargello.

El principal interés de este museo es la bella colección de obras del ilustre escultor reunida a lo largo de los siglos por la familia Buonarroti, descendientes de su hermano, ya que el propio Miguel Ángel no tuvo hijos.