Il palazzo è stato costruito sulle fondamenta di un precedente edificio, "progettato e costruito nel 1528 dal nobile Lorenzo Malmignati. Fu completato dalla moglie Elisabetta Lupati, come testimoniava l'esistenza di stemmi dipinti, in ordine alternato, delle due famiglie".
Nel 1712-13 i fratelli Galeazzo, Giovanni Battista e Vincenzo Malmignati commissionarono all'architetto ferrarese Angelo Santini il progetto di una nuova costruzione. Dai relativi documenti, conservati presso l'Archivio del Seminario Arcivescovile di Ferrara, si deduce che il progetto originario fu in parte modificato: le piccole finestre dei mezzanini nella facciata verso l'Adigetto sono state completamente eliminate, mentre nella facciata verso il giardino le aperture di tutti i piani sono state ridotte numericamente a vantaggio della sezione centrale caratterizzata da portali e finestre dotate di balaustre.
Colonne di ordine ionico delimitano gli stupefacenti saloni che trovano posto nella pianta rettangolare degli interni. Al di sopra delle colonne scorre un architrave con cornice dentellata. Ai lati sono disposte numerose stanze con sovraporte in marmo. Al piano nobile decorato con stucchi e busti nelle sovraporte, si accede tramite due scale di marmo di Nanto, e due rampe, dotate di balaustra.
