Ce palais était à l'origine le premier de l'ensemble des quatre palais de la famille Mocenigo. Le palais gothique du XVème siècle fut reconstruit par Alvise Mocenigo vers les années 1570 à 79, afin de présenter une demeure plus conforme à sa nouvelle dignité de doge.
L'attribution de sa conception est disputée par les spécialistes entre Andrea Palladio et Alessandro Vittoria.