Le palais a été construit pour la Provana de Druent, l'une des nombreuses branches de l'ancienne et noble famille. Ottavio Provana a fait appel à plusieurs artistes de l'époque pour embellir les pièces du palais, marquant ainsi son goût personnel particulier. Il confia notamment la réalisation du grand hall d'entrée à l'architecte Baroncelli, qui avait déjà réalisé le projet de Guarino Guarini au Palazzo Carignano.

A la fin du XVIIe siècle, grâce au mariage entre Elena Matilde di Provana et Gerolamo Falletti, le palais passa aux marquis de Barolo qui confièrent à l'architecte Benedetto Alfieri la rénovation de certaines pièces du premier étage. Les derniers propriétaires furent Tancredi et son épouse Juliette Colbert de Maulévrier, connue de tous simplement sous le nom de « Giulia », mariée à Paris en 1806.

Giulia et Tancredi transformèrent le Palais en le salon turinois le plus célèbre du Risorgimento, mais aussi en un authentique centre de charité chrétienne. Au cours de ces mêmes années, les marquis, liés par un profond sentiment d'amitié, accueillèrent Silvio Pellico dans leurs appartements comme bibliothécaire et secrétaire. À la mort de Giulia en 1864, le palais passa à l'Opéra Pia Barolo, créé par elle par testament, qui en est toujours propriétaire aujourd'hui.