El palacio está ubicado en el sitio de la Fortezza Augustan, la residencia del condottiero Castruccio Castracani, donde también estaba su palacio, quizás diseñado por Giotto. El gran complejo, que ocupaba una quinta parte de la ciudad, fue destruido por la población en 1370. La fortaleza fue restaurada y utilizada como residencia por Paolo Guinigi en 1401; después de su caída en 1429, este fue nuevamente parcialmente desmantelado y más tarde se convirtió en el Palazzo Pubblico ("Palacio Público").
Después de un período como residencia de la duquesa Elisa Baciocchi, fue la sede del gobierno del estado de Lucchese hasta la Unificación de Italia en 1861, cuando fue adquirida por la provincia de Lucca.
El palacio es de gran tamaño y debe su aspecto actual a la restauración de Bartolomeo Ammannati en 1578 (desde el lado izquierdo hasta el portal central). El ala derecha fue agregada solo en 1728 por Francesco Pini, un alumno de Filippo Juvarra. A principios del siglo XIX, el arquitecto ducal Lorenzo Nottolini la enriqueció aún más.
El palacio incluye un patio central, que está inacabado. Tiene un pórtico doble con pilares y, en el centro, una estatua del abogado lucchés Francesco Carrara, obra de Augusto Passaglia. A la izquierda hay otro tribunal inacabado, conocido como Cortile degli Svizzeri, que se refiere al cuerpo de la Guardia Suiza al servicio de la República de Lucca, también diseñado por Ammannati y caracterizado por el uso de la rústica.
La sala interior, a la que se accede a través de una escalera monumental de Nottolini, alberga la Galería Nacional de Lucca, se trasladó a Villa Guinigi en 1977. La escalera termina con una galería de estatuas. El Salón del Consejo General de la República tiene una pintura flamenca y un fresco de la Libertad de Lucchese. Sobre la Loggia delle Guardie se encuentra la Logia Ammannati, decorada con grotescos y estucados. La Sala Staffieri tiene frescos de Luigi Ademollo.