Lo mandó construir desde los cimientos el noble Francesco Martinozzi a partir de 1564, año en que se le concedió la autorización para derribar la antigua iglesia de San Maurizio y utilizar su área. De la iglesia derribada todavía quedan huellas evidentes en la pared exterior que delimita, a lo largo de via Arco d’Augusto, el lado norte del palacio. Aquí, de hecho, la construcción no parece haber sido levantada ex novo, sino utilizando parte de los muros preexistentes, tapiando sus aberturas (entre ellas una monófora trilobulada y una estrecha abertura de arco apuntado similar a la denominada “puerta del muerto”) y conservando incrustada una interesante cruz románica de piedra. Más adelante, delimitando el ángulo posterior noreste, sobreviven la parte inferior (la superior es sólo una reconstrucción moderna) de una antigua casa-torre medieval. Una hipótesis pura y simple, sin confirmación documental, es atribuir el diseño de la bella fachada a Jacopo Sansovino: fachada que solo en 1937 pudo mostrarse en toda su severa monumentalidad tras la apertura de la plaza degli Avveduti. A los lados se encuentran las robustas franjas verticales de los dos ángulos con almohadillado, unidas en el centro por la evidente faja marcapiso, horizontalmente extendida para separar la zona inferior de la superior, rematada esta última por un refinado cornisamento con ménsulas geminadas.
En el centro de la zona inferior domina el bello portal, caracterizado por el motivo exquisitamente renacentista del enmarcado en puntas de diamante y por las estrechas pilastras acanaladas. Todo en piedra arenisca, al igual que los demás elementos ornamentales distribuidos simétricamente: desde los marcos de las nueve grandes ventanas con frontones triangulares y curvos, hasta los cinco característicos ventanillos de apertura octogonal del desván.
A través del sobrio zaguán abovedado en cañón se accede al pórtico que caracteriza el lado de entrada del recogido patio, con dos pilares cruciformes que sostienen los arcos de los tres tramos de bóveda de crucería. Todo lo demás fue lamentablemente reconstruido tras los daños causados al edificio por los bombardeos de 1944. De los ambientes interiores, solo una parte de los situados en la zona anterior conserva las bóvedas originales a pabellón o de crucería y pequeñas portadas de piedra. Bien conservados están, en cambio, los locales subterráneos, caracterizados por robustas bóvedas de ladrillo y con acceso independiente desde via Arco d’Augusto. La inscripción colocada en la fachada recuerda que de la noble familia Martinozzi formó parte aquella Laura (hija del conde Girolamo y de Margherita Mazzarino, hermana del célebre cardenal) que, casada con el duque Alfonso d’Este en 1655, dio a luz a Beatriz, esposa de Jacobo II Stuart, rey de Inglaterra.
