Le proprietà terriere della famiglia veneziana dei Lombardo a Massanzago furono ampliate nel 1672, quando Alvise Lombardo acquistò alcune aree adiacenti per edificarvi una residenza più grande. 

La costruzione della nuova casa padronale, la cui paternità architettonica rimane tuttora sconosciuta, fu portata a termine intorno agli anni Ottanta del XVII secolo. Come mostra il dipinto eseguito dal pittore Luca Carlevaris nel primo ventennio del Settecento, il prospetto settentrionale verso il paese era composto anche da due corpi di fabbrica laterali e da una cappella, collocata all'estremità sinistra. 

La villa conservò questo aspetto fino al 1718: decisivo fu l'acquisto da parte di Giovanni Battista Baglioni, erede della ricca famiglia bergamasca di librai e stampatori che aveva appena acquisito il titolo nobiliare di conte, entrando a fare parte dell'aristocrazia veneziana. La residenza di Massanzago doveva costituire un simbolo tangibile del rango gentilizio della dinastia, confacente a un vero e proprio palazzo in terraferma. 

La trasformazione più rilevante interessò proprio il corpo centrale, innalzato di un terzo piano e riccamente decorato all'interno: il committente si rivolse infatti a Giambattista Tiepolo, che, alle prese con la sua prima opera, affrescò il salone al primo piano. La narrazione del mito di Fetonte, figlio del dio sole, era inserita in una struttura architettonica anch'essa dipinta ed estesa all'intera superficie parietale dell'ambiente, delimitato da finte logge dove si affacciavano personaggi legati alle vicende della committenza. 

L'opera di abbellimento della villa proseguì con Giovanni Antonio Baglioni, al quale si devono la sistemazione del parco circostante, ornato in origine da una ricchissima statuaria andata persa, e le decorazioni a stucchi policromi e affreschi del piano terreno, realizzate da Antonio Zucchi nella seconda metà del XVIII secolo. 

La residenza dei Baglioni, già adibita ad abitazione privata, a scuola e ospedale militare, fu acquistata per la maggior parte dal Comune di Massanzago all'inizio del Novecento; il recupero degli interni avviato negli anni Settanta ha consentito la conservazione dell'apparato decorativo e soprattutto la fondamentale acquisizione storica riguardante la presenza di Tiepolo.