Es handelt sich um ein zweigeschossiges Gebäude mit darüberliegendem Dachgeschoss, das durch ein bemerkenswerter Atrium mit vier Säulen, das mit einem Kreuzgewölbe gedeckt ist, erschlossen wird.
Das Erdgeschoss, das in sanfter Bossierung gestaltet ist, weist auf beiden Seiten des Portals drei rechteckige Fenster unter Lukarnen auf, mit Maske in den Schlüsseln; das Piano nobile wird von ionischen Halbsäulen in sieben Joche gegliedert, mit ebenso vielen Fenstern in Viktorien mit abwechselnden Giebeln, die auf leicht vorspringenden Balkonen mit Brüstungen münden. Im Dachgeschoss öffnen sich quadratische Fenster, die zwischen Säulen stehen; auf den beiden mittleren und auf den äußeren stehen Ehrenstatuen der Familie Porto.
Die palladianische Urheberschaft des Projekts wird durch die Einbeziehung in die Quattro Libri und durch verschiedene Zeichnungen aus der R.I.B.A.-Sammlung in London unterstützt, die von der Kritik auf Studien und Entwurfshypothesen des Palastes zurückgeführt werden.
Aus diesen Quellen ergibt sich, dass der Palast aus zwei symmetrischen Baukörpern bestehen sollte, die sich beide zu den Straßen, Contrà Porti und Contrà Stalli, hin wendeten, zwischen denen ein großer quadratischer Innenhof mit einem Peristyl aus Riesen-Säulen angelegt werden sollte; von diesem Entwurf wurde nur der Bau an der Contrà Porti realisiert.
Der Palast ist eine der ersten palladianischen Realisierungen in der Stadt, die nach den ersten Aufenthalten in Rom vollendet wurden; man erkennt den Einfluss der bramantesken Sichtweise, insbesondere den Rückgriff auf das Schema des sogenannten Hauses von Raffael, mit der architektonischen Ordnung, die über dem bossierten Erdgeschoss liegt, und in einer grandioseren und monumentalen Auffassung im Vergleich zu Vorgängern wie dem Palazzo Civena, besonders evident im Atrium mit vier Säulen, auf das Palladio hier zum ersten Mal zurückgreift, und in der nicht realisierten Idee des Säulenhofs mit der Riesenordnung, die offensichtliche Bezüge zur antiken römischen Architektur und Michelangelo aufweist.
Die zeitliche Einordnung des Eingriffs wurde viel diskutiert, aber kürzlich wurde die Entstehung des Projekts um 1546 datiert. Die Realisierung wurde größtenteils 1549 abgeschlossen, während Abschlussarbeiten, einschließlich der Innenausstattung, bis 1552 dokumentiert sind.
Die Statuen im Dachgeschoss werden Lorenzo Rubini zugeschrieben. An den Arbeiten zur Innenausstattung waren für die Fresken Paolo Veronese beteiligt, dessen Beitrag wahrscheinlich im 19. Jahrhundert verloren ging, sowie Domenico Brusasorci (dem die Falle der Riesen in einem Raum im Erdgeschoss zu verdanken ist) und Ridolfi für die Stuckarbeiten. Im 18. Jahrhundert war auch Giambattista Tiepolo an den Dekorationen des großen Saals beteiligt. Ein Großteil der Fresken von Tiepolo wurde abgerissen und wird im Kunstmuseum von Seattle aufbewahrt.