Sein heutiges Aussehen verdankt es Herzog Francesco I. d'Este, der 1634 den Architekten Bartolomeo Avanzini beauftragte, das alte Familienschloss in eine moderne Vorstadtresidenz für den Hof umzubauen. Wandmalereien, Stuckdekorationen, Skulpturen und Brunnen vermitteln noch heute den Eindruck dieses "Vergnügens", das lange Zeit am Rande des öffentlichen Wissens und der öffentlichen Aufmerksamkeit stand. Nach vielen Jahren der Militärverwaltung und aufwendigen Restaurierungsarbeiten wurde der Palast schließlich 2004 dem Ministerium für Kultur und Tourismus übergeben. Die Ursprünge des Gebäudes gehen auf eine Legende zurück und stammen wahrscheinlich aus der Zeit von Mathilde von Canossa. Im 13. Jahrhundert ist es als Lehen der Familie Della Rosa dokumentiert, bis zur Eroberung durch die Familie Este (1373): es war der Markgraf von Ferrara (späterer Herzog) Borso d'Este, der die ersten Arbeiten zum Umbau des befestigten Landsitzes in eine Hofresidenz förderte, darunter die verlorenen Fresken, die bei Agnolo und Bartolomeo degli Erri in Auftrag gegeben wurden. Im 16. Jahrhundert war das Gebäude nach einem Gebietsaustausch die Domäne der Familie Pio di Carpi, und Künstler wie Nicolò dell'Abate (im verlorenen Appartamento di Orlando) und Domenico Carnevali (dessen Fresken in der Camera della Cancelleria erhalten sind) arbeiteten hier. Wieder im Besitz des Herzogtums Este, das inzwischen seine Hauptstadt von Ferrara nach Modena verlegt hatte, wurde das Schloss ein strategischer Ort für die neue Politik von Francesco I. d'Este, der es parallel zur Umwandlung des Este-Schlosses in Modena in einen Barockpalast umwandelte, der den kolossalen Herzogspalast in der Stadt darstellt. Das vom Herzog beauftragte Künstlerteam hat die Räume völlig neu interpretiert und sie dem Licht und der Hügellandschaft geöffnet: Die Ecktürme wurden in Aussichtsterrassen und der Innenhof in einen szenografischen Raum verwandelt, der von der gigantischen Flussgöttin bewohnt wird, die von Gian Lorenzo Bernini und Antonio Raggi entworfen wurde, und sich zur Stadt Sassuolo hin durch Arkaden mit drei gestaffelten Bögen öffnet, die der neuen Barockfassade des Gebäudes die Illusion der Symmetrie verleihen. Unter der Leitung des Architekten Avanzini und des Bühnenbildners Gaspare Vigarani entstanden bizarre Erfindungen wie die Peschiera (der "Brunnen") neben dem Platz, und Bildhauer und Stuckateure wie Lattanzio Maschio, Luca Colombi und Giovanni Lazzoni arbeiteten an den Skulpturen im Atrium, dem Scalone d'onore und dem stuckierten Apartment. Die komplexesten und raffiniertesten Ergebnisse erzielte jedoch das von Francesco I. beauftragte Team von Malern. Der doppelhohe Salone delle Guardie ist eine großartige Illusionsmaschine, die von zwei der größten italienischen Spezialisten, Agostino Mitelli und Angelo Michele Colonna, erfunden wurde, um das Mäzenatentum der Familie Este in den Bereichen Kunst, Literatur, Musik und Geschichtsschreibung zu feiern. Die Galleria di Bacco ist ein einzigartiger Raum, der von Quadraturisten (Gian Giacomo Monti und Baldassarre Bianchi) und Stillleben-Spezialisten (Pier Francesco und Carlo Cittadini) dekoriert wurde, um den außergewöhnlichen Zyklus der Bacchus-Geschichten zu zeigen, der von Jean Boulanger, dem visionären Hofmaler, mit Fresken versehen wurde. In Sassuolo erreichte Boulanger den Höhepunkt seiner Poetik, indem er die Appartements des Herzogs und der Herzogin mit seinem klassizistischen Stil ausstattete, der reich an französischen und nordischen Anklängen ist und in voller Symbiose mit der fröhlichen Selbstdarstellung der Residenz der Este steht. Der Niedergang des Palastes begann mit seiner Beschlagnahmung während der napoleonischen Ära und dem anschließenden Verkauf an den Grafen d'Armazit de Sahuguet d'Espagnac, ein Kapitel, das auch den Beginn der Zerstreuung des Mobiliars und der Sammlungen auf dem Markt markierte (angefangen mit den Marmoren der "Alabaster Camerini" von Alfonso I. d'Este, berühmte Meisterwerke der Renaissance, die von Antonio Lombardo für das Schloss von Ferrara angefertigt wurden, dann lange Zeit in Sassuolo aufbewahrt wurden und nun fast vollständig im Eremitage-Museum in St. Petersburg zu sehen sind). Im Jahr 1917 wurde der Palazzo vorübergehend zur Kaserne und dann zum Sitz der Fleisch- und Wurstwarenfabrik Bellentani. Nach der Rückkehr in den öffentlichen Besitz wurde es 1941 als Nebengebäude der historischen Militärakademie von Modena genutzt, bis es vor kurzem dem Ministerium für Kulturerbe, Aktivitäten und Tourismus übergeben wurde.