En 1535, le maître architecte et sculpteur Jacopo Sansovino et Giacomo Corner, neveu de la Reine de Chypre Catherine Cornaro) conçoivent cet immense palais (d’où le nom de Ca’ Grande). 200.000 ducats sont engloutis dans sa construction. Elevé à l’emplacement d’une ancienne « casa fondaco » de style gothique détruit par un incendie le 16 août 1532, le palazzo Corner est l'un des plus beaux exemples d'architecture Renaissance.
Par l’alignement continu de fenêtres identiques sur toute la façade, Sansovino rompt ici avec la tradition architecturale des palais gothiques, qui présentaient un groupe central de fenêtres plus ouvragées, souligné d’un balcon, les autres ouvertures plus modestes étant  espacées de part et d’autre. L’œuvre de Sansovino sera copiée par plus d’un architecte vénitien par la suite.
La façade comporte des colonnes ioniques au 1er étage et des colonnes corinthiennes au  second. L'intérieur a été restauré et modifié au 19e siècle.
Le palais est décoré entre autres par des œuvres de Varotari, Véronèse, Pilotti et Milesi.
En 1817, la Ca’ Grande a été vendue à l'État. Elle est aujourd'hui le siège de la Préfecture