La villa, costruita nel cuore dei Colli Euganei agli inizi del Cinquecento come residenza estiva dei vescovi di Padova, si imposta su una piccola altura in precedenza occupata da un castello appartenuto alla famiglia feudale dei Transegaldi e distrutto dagli Ezzelini. Il progetto di costruzione, avviato già nel 1474, fu realizzato da Alvise Cornaro (amministratore del vescovo Francesco Pisani), che diede l’incarico all’architetto veronese Gian Maria Falconetto; questi seguì i lavori fino alla sua morte nel 1535. Sotto la guida di Andrea Da Valle, i lavori continuarono fino al 1542, periodo in cui si segnalano anche degli interventi di Giulio Romano. Venne anche completata la ricca decorazione ad affresco e in stucco da parte di Lambert Sustris, tra cui gli scorci paesaggistici e le immagini mitologiche ancora visibili. Successivamente vennero sistemati gli esterni e nel 1570 il complesso, finalmente concluso in tutte le sue parti, verrà dedicato a Luigi Pisani, successore di Francesco.
Nei primi del Settecento, sotto il vescovo Nicolantonio Giustiniani, la villa subì una pesante ristrutturazione. L’edificio, caratterizzato da una rigida impostazione geometrica, utilizza il declivio per inserire ampie scalinate sostenute da arcate rese in bugnato rustico. Al piano nobile si accede attraverso due scalinate esterne (unitamente a quella interna, novecentesca): nelle due facciate, a monte e a valle, la villa è scandita da profonde logge a sette archi ritmate da lesene doriche, che sorreggono l’alta trabeazione decorata da un fregio a metope e triglifi; il piano inferiore, destinato al servizio, è rivestito da intonaco bugnato e presenta soffitti voltati in tutti gli ambienti. Gli edifici rustici sono formati da volumi tra loro ortogonali e collegati da un tratto di muratura merlata a nord e un muro di cinta a sud, che chiude la corte rustica.