La storia della villa è legata all’ascesa della famiglia Giovanelli, sino all’ottenimento della carica di patriarca di Federico Maria, nel 1776, momento in cui il complesso raggiunse il suo massimo splendore: qui vi soggiornarono infatti personaggi di spicco, come Maria Amelia di Sassonia nel 1738 (durante il suo viaggio verso Napoli per sposare Carlo III di Borbone) o lo stesso Napoleone nel 1797.
La progettazione dell’edificio è attribuita ad Antonio Gaspari, mentre a Giorgio Massari è da riferire l’inserimento settecentesco della scala di accesso al pronao, la cui balaustra è decorata dalle statue delle allegorie dei Cinque Sensi e della Ragione (opera di Antonio Tarsia, Antonio Gai e dei fratelli Groppelli). Il colonnato della fronte, di ispirazione palladiana, è reso nei modi del tardo barocco: a pianta pentagonale, esso è caratterizzato da colonne lisce coronate da capitelli corinzi, sopra i quali si eleva il timpano abbellito da altre cinque statue a soggetto allegorico. La decorazione degli interni è attribuita a Giuseppe Angeli, con soggetti tratti dalla storia greca e romana.
Oltre alla villa, nel 1721 vennero costruiti due padiglioni a est, la cappellina e gli ingressi monumentali con pilastri sormontati da statue raffiguranti le personificazioni dei mesi. L’ingresso centrale dal canale è abbellito dalle statue di Apollo e Diana.
Con la caduta della Repubblica di Venezia e il passaggio dei territori sotto il dominio austriaco, iniziò il lento declino del complesso, che si protrasse per tutto l’Ottocento nonostante i vari tentativi di ripresa per opera di diversi proprietari appartenenti a nobili e facoltose famiglie.
Nel periodo che va dal Risorgimento alla Prima Guerra Mondiale, l’edificio venne variamente occupato e utilizzato come comando militare, deposito e convalescenziario, mentre durante la Seconda Guerra Mondiale divenne ricovero per gli sfollati. Il parco e il giardino retrostante vennero irrimediabilmente danneggiati durante i bombardamenti.