Le Palais Ducal fût construit après 1470, suite à la venue de Frédéric de Montefeltro et il est l'expression déclarée d'un modèle de vie qui s'inspire de la civilisation humanistique.

L. Laurana travailla sous les ordres de Frédéric de 1467 à 1472, ainsi le monogramme FD (Federicus Dux), que l'on peut lire à divers endroits du palais, est postérieur à la date de 1474, quand Montefeltro fût nommé Duc; cela semble suggérer que le palais fût construit quand l'architecte en question était déjà à la cour de Naples.
On peut toutefois penser que Francesco di Giorgio Martini, l'autre grand architecte qui travailla pour Frédéric et dont on est certain de la présence à Gubbio à cette époque, mis en pratique et compléta le projet déjà élaboré par Laurana.
La cour intérieure est très intéressante et rappelle, avec des dimensions plus réduites, les palais et les cours d'Urbino; l'édifice devait sûrement être splendide au moment de sa réalisation, de par les ornements et les accessoires de la Renaissance.
Le "petit bureau" du duc, aujourd'hui au Metropilitan Museum de New York, était fait de panneaux de bois richement marquetés et recouvrait les murs jusqu'à 2,68 mètres; aujourd'hui on peut encore observer les très belles marqueteries de la porte, le plafond à caissons, la cheminée en pierre et les briquettes en maçonnerie des couvertures du palais.
Le Palais est aujourd'hui la propriété de la Super Intendance des bines culturels et sert de musée et de lieu d'exposition.