La villa es quizás el mejor ejemplo de la arquitectura encargada por Lorenzo el Magnífico, en este caso a Giuliano da Sangallo, hacia 1480.

La villa solamente se había completado en un tercio: el basamento con el pórtico ya completos y los muros del primer piso habían alcanzado hasta el nivel de la imposta de la bóveda que tenía que cubrir el salón central.

Se hizo la bóveda del salón central hasta la primera planta con el escudo de armas papal (que desde entonces fue llamado Salone di Leone X), bajo la dirección de Andrea di Cosimo Feltrini y del Franciabigio.

A menudo se representaban comedias en el teatro y en la villa había reunido una singularísima colección que llamaba el Gabinetto delle opere in piccolo di tutti i più celebri pittori [Gabinete de las obras en pequeño de todos los más célebres pintores].

La sala del Gabinete fue pintada por Sebastiano Ricci con una Allegoria delle arti, pero este trabajo se perdió en las reestructuraciones sucesivas.

Allí estuvieron también, entre otros, Giovanni Paisiello, Etienne Nicolas Méhul y Gaspare Spontini.

Con Vittorio llegó también la bella Rosina, Rosa Vercellana, una plebeya piamontesa, amante del rey y más tarde su esposa morganática.

Además, durante el paso del frente, sirvió como refugio para la población desplazada que se refugió en los amplios subterráneos.

Entre ellos se encuentran la Cucinone del siglo XVII y el Criptopórtico subterráneo que lo conecta la villa.

Al proyectarla, en 1807, fue Pasquale Poccianti quien ideó "una escalera exterior con el tránsito cómodo para las carrozas a cubierto" (es decir, con un loggia central relativamente profunda para poder, en contraste con la logia existente, permitir el acceso a las carrozas al abrigo del mal tiempo) y luego fue realizada en los años siguientes por Giuseppe Cacialli.

Aunque el techo había sido modificado cuando en 1575 Alfonso Parigi sustituyó los aleros, donde había una ronda y una coronación con barandilla con chimeneas, con un voladizo de la cubierta más saliente, obteniendo una sobreelevación del esquema que alteró significativamente las proporciones del diseño original de Sangallo.

En el siglo XVII, en vez de eso, se añadió la torreta con el reloj, en línea con el frontón central original.

En la parte superior de la escalera se encuentra una logia rematada por un frontón y un techo abovedado decorado con relieves.

El friso en terracota vidriada en tricromia (blanco, azul y verde) que se puede ver hoy sobre el arquitrabe del frontón en la fachada principal de la villa es una copia hecha en 1986 por la fábrica Richard-Ginori, mientras que el original se encuentra en una sala del primer piso de la villa.

El tema elegante y emblemático también puede representar la elección del alma de acuerdo con el mito platónico.

Bianca Cappello era una mujer de la nobleza veneciana, muy culta y refinada, que tuvo un romance con el Gran Duque Francesco I.

En un principio fue confinada en una villa secundaria en las colinas de Poggio a Caiano, llamada Il Cerretino, y en esa ocasión nacieron algunas fantasías populares, como la existencia de un corredor subterráneo entre las dos villas que permitiría a los dos amantes reunirse en secreto.

La estancia, aunque eclécticamente restaurada en el siglo XIX, todavía conserva la hermosa chimenea de mármol blanco, con la plataforma soportada por dos atlantes esculpidos con gran fuerza plástica.

Fue descolgado una vez para su restauración y hoy ha sido repuesto, aunque está bastante deteriorado por la intemperie.

Construido entre 1519 y 1521, representa a las divinidades romanas de Vertumno e Pomona insertados en un insólito paisaje clasizante.

Con el tiempo volvió a sacarse la cornisa del primitivo fresco, dividiendo en dos la escena, pero se ocultó de nuevo en las últimas reformas.

Este fresco está dominado en la parte superior por arquitecturas fantásticas representadas en un rico paisaje en perspectiva aérea.

La columna pintada se ha conservado en parte en el fresco, de hecho, Allori la insertó cerca del obelisco.

Allori ideó entonces una fastuosa arquitectura en toda la sala, que entra casi en contraste con la arquitectura real, con figuras que aparecen esculpidas en sus colores fuertes y cristalinos típicas del manierismo, creando una escenografía magnífica y virtuosística.

No se pueden admirar juntos porque la colección está dispersa entre varios museos florentinos, almacenes y embajadas en el extranjero.

Muchas de estas pinturas, hasta la apertura del Museo, se encontraban depositadas en el Polo Museale Fiorentino y en otros organismos públicos, y son en gran medida visitables por el público en general por primera vez.

La Sala della Pallacorda es un edificio en la esquina del jardín, que data de finales del siglo XVIII para la práctica de este juego, y que ahora alberga la recepción y un almacén.

En la zona del jardín italiano se dispuso una fuente en el centro sustituyendo un grupo de árboles, alimentada por una nueva cisterna híidrica.

Los jardines fueron rediseñados después de 1811, pero sin seguir del todo el proyecto original elaborado por el ingeniero Giuseppe Manetti, encargado por Elisa Baciocchi.

El jardín está vallado por tres lados y cerrado en el cuarto por el mencionado gran invernadero de Poccianti.