La villa venne edificata nel 1588 su progetto di Vincenzo Scamozzi per la famiglia dei Contarini lungo il canale Bisatto . Lo stile richiama le più belle architetture del Palladio soprattutto nell'imponente colonnato del frontale e nel geometrico disegno dell'ampio giardino antistante.

È una delle più compiute ville palladiane, costruita quando Palladio realizzava edifici simili già da vent'anni. Nella progettazione della villa sono state utilizzate le stesse proporzioni matematiche, sia in elevazione che nelle dimensioni delle stanze, impiegate da Palladio per il resto della sua opera. Dal 1996 è stata inserita dall'UNESCO nella lista dei patrimoni dell'umanità, assieme alle altre ville palladiane del Veneto e a Vicenza "città del Palladio".

La villa è incorniciata da due lunghe barchesse colonnate che ospitavano originariamente le strutture per le attività agricole, secondo un progetto di struttura produttiva analogo a quello di Villa Badoer e di buona parte dei progetti palladiani di villa. L'ingresso si trova al termine di un lungo percorso lastricato di grandi pietre squadrate.

Gli esterni sono essenziali, privi di decorazioni, mentre gli interni sono riccamente decorati con affreschi di Giovanni Battista Zelotti, autore di opere analoghe in altre ville palladiane.

Passata in proprietà dei Maldura, la villa venne infine acquisita dagli Emo Capodilista. Essa è caratterizzata dal pronao aggettante sostenuto da quattro colonne corinzie con capitelli in cotto, cui si accede da due rampe di scale laterali. Durante i recenti restauri sono riapparsi all'interno alcuni lacerti di affreschi che, secondo la tradizione, sarebbero opera di Paolo Veronese. Il giardino all'italiana è di recente realizzazione: i lavori hanno ripristinato le peschiere originali.