Det "gamla palatset" byggdes i början av 1300-talet och dekorerades överdådigt av den härskande familjen Medici på 1500-talet när storhertigen Cosimo I överförde sin officiella plats hit från Palazzo Medici. Gårdarna, officiella salar och privata lägenheter har detaljerat inredda tak och statyer av sådana armaturer som Donatello och Michelangelo, vilket ger en känsla av rikedomen i Florens mest kraftfulla familj under renässansens höjd. De viktigaste rummen är den vidsträckta Salone dei Cinquecento, dekorerad av den berömda renässansmålaren Giorgio Vasari och används som säte för 500-rådet; den hemliga Studiolo di Francesco I, också dekorerad av Vasari; och kartrummet.
På grund av palazzos rikedom av konst och historia besöks dess museum bäst med en reseguide, särskilt under de trånga månaderna mellan maj och oktober, när väntetiden på att komma in kan vara lång och biljettköp är ett måste. Besökare kan också besöka de arkeologiska utgrävningarna under byggnadens fundament för att se de upptäckta resterna av den romerska teatern i Florentia.