Die Pisani von Santo Stefano, die den Bau der Villa verantworteten, stellten einen wichtigen Zweig des Hauses Pisani dar, eine alte venezianische Patrizierfamilie. Im Laufe des 14. Jahrhunderts enormen Reichtum erlangend, dank des Handels und der Einkünfte aus Immobilien, wurden sie im 15. Jahrhundert Eigentümer eines weitreichenden Lehens in der tiefen Provinz Padua und begannen in denselben Jahren mit dem Bau des großen venezianischen Palastes in Campo Santo Stefano (dem heutigen Konservatorium "Benedetto Marcello"), das erst im 18. Jahrhundert fertiggestellt wurde. Tatsächlich war letztes Jahrhundert das goldene Zeitalter der Familie, die die höchsten Ämter der Republik Venedig erreichte. Alvise Pisani (1664 - 1741) war Botschafter am Hof des Sonnenkönigs, der Pate eines seiner Söhne wurde, und wurde später 1735 zum Doge gewählt. Aber der Niedergang stand bereits vor der Tür: Der Zusammenbruch der Republik (1797) und später die Spielleidenschaft führten dazu, dass die Pisani sich ruinös verschuldeten. Aus diesem Grund sahen sie sich gezwungen, die Villa an Napoleon Bonaparte zu verkaufen, der 1805 zum König von Italien geworden war, am 11. Januar 1807 für 1.901.000 venetische Lire.
Die Villa wurde dann vom Kaiser Bonaparte an seinen Stiefsohn Eugen von Beauharnais, Vizekönig von Italien, verschenkt, der eine Reihe von Modernisierungsarbeiten in Auftrag gab, die das Aussehen vieler Räume der Residenz und des Parks veränderten.
1814 führten die Schicksale Europas, entschieden in Waterloo, die österreichische Kaiserfamilie in die Villa Pisani, die nun Herrin des Königreichs Lombardo-Venetien geworden war. Die Residenz wurde so zum Lieblingsferienort der österreichischen Kaiserin Maria Anna Carolina und beherbergte das gesamte Who's Who der europäischen Aristokratie, vom König von Spanien Karl IV über den Zar von Russland Alexander I, vom König von Neapel Ferdinand II bis zum König von Griechenland Otto und viele andere. Die brillante Atmosphäre des Hoflebens endete 1866, als Venetien an das Königreich Italien annektiert wurde. Die Villa wurde nicht Teil des Vermögens der Krone des Hauses Savoyen, sondern wurde stattdessen Staatsbesitz, wodurch sie ihre repräsentative Funktion verlor. Nicht mehr bewohnt,wurde sie 1884 zu einem Museum und wurde von Persönlichkeiten wie Wagner, D'Annunzio (der dort eine grundlegende Szene seines Romans "Il Fuoco" ansiedelte), Mussolini und Hitler (dessen erstes offizielles Treffen hier 1934 stattfand), Pasolini (der in den Räumen der Villa und im Park eine Episode seines Films "Porcile" drehte) besucht.
Der edle Stock, der aus dreißig Räumen besteht, bewahrt Fresken, Gemälde und originale Möbel. Einen großen Prunk erreicht der Ballsaal, der sich in der Mitte des Gebäudes befindet. Giambattista Tiepolo, der größte Vertreter der Malerei des 18. Jahrhunderts in Italien, malte im Decke die Glorie der Familie Pisani, ein Meisterwerk, das nur durch ein Wunder gerettet wurde, da es zu Beginn des 19. Jahrhunderts im Rahmen des großangelegten Modernisierungsprojekts des Gebäudes, das von Eugen von Beauharnais gewünscht wurde, beseitigt werden sollte. Besonders interessant ist die napoleonische Wohnung, die reich an Schätzen ist: das monumentale Himmelbett mit dem Monogramm des Kaisers, die prächtigen Schubladen des lombardischen Möbelintarsien Giuseppe Maggiolini, der bei den europäischen Höfen beliebt war, die Monochrome von Giovanni Carlo Bevilacqua, die den Mythos von Eros und Psyche erzählen, und die wertvollen Möbel im Empire-Stil, die speziell für die Villa Pisani hergestellt wurden. Im Speisesaal ist der Tisch mit einem Geschirr ausgestattet, das von der napoleonischen Hofgesellschaft verwendet wurde.
Der Parkanlage, die den Preis "Schönster Park Italiens 2008" gewann, erstreckt sich über eine gesamte Biegung des Naviglio del Brenta, mit einer Ausdehnung von 11 Hektar und einem äußeren Umfang von etwa 1.500 Metern. Er wurde nach den Plänen des padovanischen Architekten Girolamo Frigimelica de' Roberti angelegt. Im 18. Jahrhundert wurde die spektakuläre Aussicht durch große kolossale Statuen auf beiden Seiten bereichert. Die Gestaltung des Parks mit langen Perspektiven erinnert an die französischen Modelle, die von André Le Nôtre in Versailles angewandt wurden, und verbindet sich mit der venetianischen Tradition des umhegten Gartens, der durch Portale und Fenster, die die Ausblicke auf den Brenta verlängern, geöffnet wird. Das österreichische 19. Jahrhundert wird sich hingegen durch große Aufmerksamkeit für Topfpflanzen und Pflanzen im Boden auszeichnen, mit tropischen Gewächshäusern und der Aufnahme großer Baumexemplare, bevor das Revival des 20. Jahrhunderts lange Buchsbaumhecken und den großen Wasserspiegel des Parterres einführte.