Poco dopo la costruzione di Villa Cerreto Guidi Medici nel 1573, uno dei figli di Cosimo I, Ferdinando, acquistò e rinnovò un'altra residenza in questa zona: la Villa Ambrogiana Medici che si affaccia direttamente sul fiume Arno vicino a Montelupo Fiorentino.
Le quattro robuste torri quadrate caratterizzano l'esterno della villa e la rendono una delle più monumentali tra quelle appartenenti alla famiglia Medici. L'Ambrogiana fu la residenza prescelta da Cosimo III, che all'inizio del Settecento vi trasferì parte della sua collezione di dipinti e fece costruire il vicino convento dedicato a San Pietro d'Alcantara.
Il parco della villa, che raggiunge il letto di ghiaia del fiume, vantava una spettacolare grotta manierista con giochi d'acqua, simile a quelle realizzate dal Buontalenti nel Giardino di Boboli a Firenze e a quelle di molte altre residenze nobiliari della fine del XVI secolo.
Oggi la villa è una struttura sanitaria e può essere visitata in rare occasioni accompagnate da una guida.
