À la fin du Moyen Âge, le bâtiment qui porte aujourd’hui le nom de Palazzo Blu appartenait à l’une des plus importantes familles de l’histoire de Pise, les Dell’Agnellos, qui vivaient côte à côte dans deux maisons tours. En 1356, ils décidèrent de les joindre à une autre de leurs résidences en construisant un pont sur une rue existante. Ce deuxième bâtiment est situé à l’est du palais, plus au sud. Le résultat de ce travail a été déclaré par des sources contemporaines comme étant un très bel édifice et un palzzo («bellissimo edificio e palazzo») idéal pour le statut politique de cette famille qui, en 1364, devint doges de la ville. En dépit de son exil en 1368, les Dell’Agnello réussirent à conserver le bâtiment. En 1494, le roi de France Charles VIII vint à Pise.

Dans les années 1500, le palais passe aux Sancasciani puis aux familles Del Testa. Entre 1577 et la vente en 1789 aux Bracci Cambini, la façade a été redessinée avec des fenêtres rectangulaires encadrées de grès et une porte centrale surmontée d'une fenêtre à genoux avec un balcon. En 1807, le bâtiment appartenait à la famille du comte Archinto, qui avait également acheté une partie du hall public pour agrandir la façade vers l'ouest. Ils ont recouvert l'ancien pont et ont rétréci la rue à côté de l'église de S. Cristina.

La couleur de la façade date de cette époque, peut-être pour faire plaisir aux visiteurs de Saint-Pétersbourg qui y habitaient. En 1864, il fut acheté par le noble pisan Domenico Giuli, qui construisit une nouvelle aile afin de rendre la façade symétrique, et la connecta au palais Casarosa, sa propriété. Au cours des dernières années, le palais est devenu tel qu'il est aujourd'hui.

La Fondazione Pisa a acheté le palais au début du 21ème siècle, où elle a transféré son siège et créé un centre d'activités culturelles et d'expositions.