Un documento, scoperto da Erice Rigoni nel 1949, attesta che il P. nacque a Padova, come da depositazione di tre testimoni, fatta nella stessa città il 24 maggio 1563. Nel 1521 il giovinetto tredicenne fu avviato a Padova all'arte del «lapicida», presso lo scultore Bartolomeo da Sossano. Ma, per cause ignote, egli fuggì a Vicenza, con il padre, nel 1523 e nel 1524. In questa città si iscrisse nella fraglia degli
scultori e tagliapietre (1524) e vi dimorò da allora in poi. A Vicenza trovò anche l'affettuosa guida del suo maestro, Giovanni da Pedemuro, e l'illuminato mecenatismo (documentato dal 1538) di Giangiorgio Trissino, poeta e umanista, che un giorno gli avrebbe regalato l'appellativo, che lo eternò, di Palladio.
Prima opera del P. sicuramente datata (1540) è la Villa Godi-Porto, ora Valmarana, a Lonedo (Vicenza). Tre archi e una scalea, tra due nitidi avancorpi di sapore rustico, da villa-fattoria. Quest'opera (la sola sicura antecedente ai viaggi a Roma) conclude la prima fase della vita del P.
Verona deve essere stata meta iniziale dei suoi itinerari e dei suoi rilievi di monumenti romani, continuati poi a Roma, Pola, Spalato, in Francia, ecc. Il secondo periodo della vita del P. si apre con i viaggi, compiuti con il Trissino, a Roma; il primo, nel luglio-sett. 1541 (ritorno per Viterbo, Bagnia, Firenze, Bologna); il secondo, tra il 1545 e il 1547; il terzo alla fine del 1549, anno in cui il P. riuscì vincitore del progetto della Basilicà, contro grandi competitori, quali il Sansovino, il Serlio, G. Romano. Le logge della Basilica (disegnate a ritmo obbligate, per tener conto delle finestre del Palazzo gotico preesistente) si scostano dalle altre concezioni del P. come un unicum, per la dinamica sequenza chiaroscurale.
Ma la più autentica vena del P. si manifesta nel tema delle ville, ch'egli sognava come astratti e lievemente ambrati volumi, a contrasto delle soffici ombre di colonnati, nel verde della natura; come valori nuovi di luce e di tono, che sono per sempre rimasti un suo segreto. La villa Angarano, presso Bassano, è in testa; seguono la villa Badoer a Fratta Polesine (1549), la Malcontenta (1551) e la prima ideazione di quell'autentico capolavoro ch'è la Rotonda (1550-53; Zorzi). Nel 1551 sorge il Palazzo Zorzi, un po' impettito nel suo muro pieno tra le ombre dei portici. Del 1552 sono i Palazzi Iseppo e Porti e Thiene (Zorzi); il forte bagnato lo faceva ritenere di periodo più tardo. È questa, tra il 1549-52, la più felice stagione del P., che, dopo la «scoperta» di Roma, in cui aveva assimilato l'arte imperiale e del Rinascimento bramantesco, era riuscito a farne cosa nuova, originale veramente creata, in varietà d'accenti e di toni. Il terzo periodo palladiano ha inizio nel 1554, con il viaggio a Roma, compiuto con alcuni gentiluomini veneziani, con la pubblicazione della sua operetta L'antichità di Roma, che dovette andare a ruba, se fu ristampata 22 volte sino al 1722. È questo un periodo di più intensa attività trattatistica, e d'architettura talvolta meno sorgiva; o che risente nell'imposto chiaroscurale, o nella preziosità del trattamento, di nuovi contatti. Un sottile michelangiolismo è presente nel Palazzo Valmarana a Vicenza (1566). Si susseguono: il Palazzo Antonini di Udine (1566), non finito; la Villa Pisani a Bagnolo (1566); la Villa Cornaro a Piombino-Dese (1566); la preziosissima Villa Barbaro a Maser (1566) affrescata dal Veronese; la Villa Mocenigo a Marocco, presso Mestre; la Villa Pisani a Montagnana, ecc. Del 1570 e degli anni successivi sono i Palazzi vicentini: Porto-Barbaran, Porto-Breganze e la Loggia del Capitanato, che presenta, di fronte alla sorgiva Basilica, l'accento di stanchezza dell'età matura, per un certo gigantismo, che già era presente nelle facciate delle chiese veneziane: S. Giorgio (1566), S. Francesco della Vigna (1568), Redentore (1576).
Di mano del P. sono i disegni a commento del V. truvio di Daniele Barbaro (1556). Nel 1570 vedono la luce in Venezia i suoi Quattro libri dell'Architettura con la collaborazione dei figli: Leonida, nei disegni, e Silla, nel testo; autentica enciclopedia, ch'ebbe poi molte edizioni e riuniti disegni d'opera antiche, ordinati architettonici, strade, ponti, piazze, basiliche, templi, il tempietto bramantesco di S. Pietro in Montorio, e fabbriche palladiane varie. Nel 1575 vengono pubblicati dal P. i Commerciari di Giulio Cesare con 42 disegni. Dell'appassio nata opera grafica del P. rimangono, noti, ca. 500 disegni, di cui 400 a Londra, 80 a Vicenza, e 6 a Verona, alcuni (per S. Petronio) a Bologna. Terme, fori, anfiteatri, teatri, santuari, templi, progetti di edifici, rivivono così dalla
manto del P., che fu eccellente disegnatore, oltreché architetto e controllato archeologo. L'artista poté far fiorire il suo genio inventivo, non imitando, ma facendo lievitare la materia antica. Così la casa romana ritorna, ma trasfigurata, nella ideazione di alcuni palazzi (p. es., Porto Barbaran) e nel chiostro della Carità di Venezia (1561). Il tracciato curvo dei fori imperiali riappare nell'iperbole della Villa Mocenigo sul Brenta (non realizzata) e nell'ideazione della Villa Trissino a Meledo (da cui forse il Bernini trarrà un suggerimento per i suoi colonnati di S. Pietro). Gli organismi di S. Giorgio a Venezia e della grandiosa Villa Thiene a Quinto sembrano, in alcune parti, ispirati alle Terme; dal rilievo del Teatro Berga fiorisce infine, come canto sonoro e fermo del genio che stava spegnendosi, il Teatro Olimpico (1580).
Il primo biografo del P. fu Paolo Gualdo, suo contemporaneo. Il sec. XVII non capì il P. Lo Scamozzi a Vicenza e il Longhena a Venezia gli sbararono la strada. Un ritorno si ebbe nel sec. XVIII, fortunato per l'estensione dell'impero palladiano, ma con varia sorte per la comprensione di tale genio, raro nei secoli. Nel 1730-32, da Lord Burrington e dal Leoni furono pubblicate le Terme. Nuove edizioni e aggiornamenti dell'opera palladiana si ebbero da parte di Francesco Muttoni (1740-48) e di Ottavio Bertotti-Scamozzi (1776-83). Nocque al P. la divulgazione che questi ne fecero, spostando i valori dell'ispirata, luminosa, cordiale materia palladiana, nel rigore ombrato dell'incisione in rame. Così la critica neoclassica (Temanza, 1762; Milizia, 1827) incapace di penetrare l'astratto valore di rapporti e di toni dell'arte palladiana, ma capace solo di codificare, promosse spesso una fioritura di presuntuoso e stiracchiato accademismo, che invase Inghilterra, Europa, Russia e Americhe, solo con qualche garbata eccezione. Fondamentali rimasero la biografia del Magrini (1846) e quella dello Zanella (1880), tutta venata di sottile poesia. Un nuovo ritorno al P. si ha, nel declinante sec. XIX, specie per opera di architetti tedeschi quali il Burkhardt, il Durm, il Burger (1909) e, più recentemente, il Pee.