Die Medicivilla della Petraia stellt mit dem sie umgebenden Garten italienischer Art und dem ausgedehnten romantischen Park einen hochinteressanten Museumskomplex dar, und zwar sowohl hinsichtlich der prächtigen Ausschmückung des Gebäudes als auch der noch vorhanden Ausstattung, welche die in der Zeit des Hauses Savoyen angenommenen Gestalt ausführlich belegt.

Das alte Schlößchen, das bereits 1362 existierte, gelangte nach etlichen Übereignungen (an die Brunelleschi, an die Strozzi, an Alessandra dei Bardi, an Salutati) an die Medici bei deren Rückkehr nach Florenz im Jahre 1530. Als Schenkung von Cosimo I. an den Sohn Cardinale Ferdinando 1568 weitergegeben, wurde es auf Betreiben des letzteren, der mit dem Tode seines Bruders Francesco I. (1587) Großherzog wurde, erweitert und in eine Villa umgewandelt. Zu dieser allgemeinen architektonischen Umgestaltung nach Prägung des Buontalenti und von Davide Fortini ausgeführt, kamen später auch dekorative Elemente und Wandmalereien auf Veranlassung der verschiedenen Eigentümer. Auf die lange Epoche der Medici gehen die beiden Freskenzyklen zurück, die die Wände des Innenhofes vollständig auskleiden: das eine Fresko, von Cosimo Daddi und von der Gemahlin Ferdinandos, Cristina von Lothringen, in Auftrag gegeben, behandelt im Raum in der Mitte die Gesta di Goffredo di Buglione alla presa di Gerusalemme (Heldentaten des Gottfried von Buglion beid der Einnahme Jerusalems), das andere, ein Auftrag, mit dem Don Lorenzo de´ Medici den Maler Baldassarre Franceschini, genannt il Volterrano, betraut hatte, illustriert in dem Abschnitt unter den beiden Bogengängen Episoden der Fasti Medici (des mediceischen Prunks) und stellt damit einen der Ausdruckshöhepunkte der florentinischen Malerei des beginnenden 17. Jh. dar; ebenfalls dem Auftraggeber Ferdinando ist die Dekoration der Kapelle in der ersten Etage zu verdanken, die Bernardino Poccetti zugeschieben wird. In der lothringischen Zeit werden die Wandbemalungen in der Kapelle im Erdgeschoß und in einigen Sälen durchgeführt, während auf die Zeit der Savoyen einige für das heutige Gesamtbild der Villa bedeutsame Eingriffe zurückgehen, wie etwa die Überdachung in Eisen und Glas des Innenhofes, die Gestaltung desselben als großen Salon für Feste, sowie, generell, der Umgestaltung des Mobiliars, im Zuge derer die Savouyer Stoffe und Ausstattungsgegenstände aus den verschiedenen Residenzen ihres Eigentums in Turin, Modena, Lucca und Parma herbeischaffen ließen.

Auch der riesige Garten, der die Villa umgibt, spiegelt eine vergleichbare historische Schichtung wider, wonach auf eine allgemeine Anlage im Stil des späten 16. Jh die Gestaltung des 18. und 19. Jh des sogenannten “Piano della figurina” (Plan der Statuetten) aufgepfropft wurde, geschmückt von der Fontana di Fiorenza (Niccoló Tribolo, Pierino da Vinci und Giambologna), und dem Park im Stil eines englischen Gartens auf der Nordseite, der nach dem romantischen Geschmack der ersten Hälfte des 19. Jh angelegt wurde.