Palladio probablemente proyectó la villa a finales de los años 1540;.
El diseño de Palladio se inspiró en las antiguas termas romanas, que había estudiado durante un viaje a Roma, y la planta principal está caracterizada por una gran sla con bóveda de cañón, lo mismo que la Villa Pisani en Bagnolo.
De lo que se construyó, Palladio demostró parte de su trabajo más creativo, especialmente en el principal rasgo del edificio en la fachada, una serliana con cinco agujeros circulares (oculi), inspirados en los antiguos modelos romanos, pero que no derivaban de ninguna fuente específica.
Otras decoraciones representan escenas pompeyanas con los fondos y los paisajes con ruinas pintorescas y columnas rotas esparcidas por ellos, mientras que figuras monocromáticas de guerreros están vigilantes desde los nichos en trampantojo.
El fresco más significativo puede encontrarse en la sala central: llamada el Salón del Emperador muestra a una familia de la época clásica, vestida con túnicas y togas.