La struttura, che risaliva al 200, fu fatta restaurare dallo stesso Petrarca a partire dal 1369, quando Francesco il Vecchio da Carrara, signore di Padova, donò la casa al poeta. Il complesso originario, composto da due corpi di fabbrica a diversi livelli fra loro, fu riunificato come un unico alloggio con due unità abitative e nella parte più bassa, dove il poeta sistemerà lo studio e la camera da letto, vi furono aperte alcune finestre gotiche trilobate. Nel 500, durante la proprietà Valdezocco furono apportate modifiche e aggiunte come la loggetta e la scala esterna, furono inoltre fatte dipingere a tempera sulle pareti scene ispirate alle opere del poeta. L'attuale sistemazione della casa, che aveva nel corso del tempo subito notevoli modifiche, risale ai restauri del 1919-23 avviati dal Comune di Padova, a cui il complesso fu donato nel 1875 dal cardinale Silvestri: i lavori consentirono il ripristino dell'accesso originario e delle finestre gotiche.