Il Palazzo si sviluppa sui resti dell'anfiteatro romano ed ha subito vari interventi architettonici nel XVII secolo. Il suo fronte monumentale è allineato con la cinta muraria medioevale e con la porta urbica chiamata "dei Vibi". L'interno richiama una stratificazione di epoche storiche varie, mentre gli affreschi sono di epoca neoclassica. Dal 1874 il Palazzo ospitò una delle più pregiate raccolte d'arte di Perugia che comprendeva opere di Barocchi, Bassano, Bellini, Bronzino, Canaletto, Caravaggio, Carracci, Pietro da Cortona, Giorgione, Guercino, Michelangelo, Perugino, Poussin, Raffaello, Reni, Rosa e Signorelli. La collezione fu successivamente messa in vendita da Fabrizio Ricci delle Penna, a seguito di alcune vicende giudiziarie.
Attualmente il Palazzo della Penna è sede di numerose mostre temporanee ed ospita due collezioni permanenti.
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Da Giò Ponti a Sottsass, da Gae Aulenti alla Vespa: in Piazza Alberica a Carrara la mostra DESIGNULTRA esplora il confine tra oggetto e icona. Dal 5 giugno al 30 agosto 2026, nell'ambito di White Carrara, a ingresso gratuito.