Fu costruita da Andrea Palladio tra il 1554 e il 1560 per l'umanista Daniele Barbaro e suo fratello Marcantonio Barbaro, ambasciatore della Repubblica di Venezia, trasformando il vecchio palazzo medievale di proprietà della famiglia in una splendida abitazione di campagna consona allo studio delle arti e alla contemplazione intellettuale.

Decorata con un ciclo di affreschi che rappresenta uno dei capolavori di Paolo Veronese, considerato uno dei più straordinari cicli di affreschi del Cinquecentoveneto, il complesso della villa, che comprende anche un tempietto palladiano, è stato inserito dall'UNESCO nel 1996 - assieme alle altre ville palladiane del Veneto - nella lista dei Patrimoni dell'Umanità.