Construit dans la première moitié du XVIe siècle par Bartolomeo Lanfranchi, ce palais est situé juste en face du Palazzo Lanfranchi, construit par son fils Alessandro de l'autre côté de la rivière. En 1505, Bartolomeo acquit un domus de cinq étages sur le Lungarno avec une loggia, un puits et des installations utiles. Les premières modifications, de l'architecte Giovan Battista Cervelliera, ont été effectuées en 1560 puis, en 1576, Albizzo et Giovanni Lanfranchi ont créé le manoir de luxe avec une nouvelle façade donnant sur la rivière.

Francesco Mosca, surnommé «Meschino», a conçu une façade «moderne», avec des angles en pierre rustiques allant du toit au sol et une multitude de pierres. On peut encore voir ses moulures grises en grès dur autour de la porte, sur le balcon, dans le cadre des portes-fenêtres, du contour des fenêtres et des pierres angulaires.

Le bâtiment tient son nom de la famille Toscanelli, bâtisseurs appartenant à la classe moyenne émergente, qui l'a acheté en 1827. Au XIXe siècle, lors de la rénovation par l'architecte Alessandro Gherardesca, les moulures de fenêtres en grès ont été remplacées avec marbre dans le style néoclassique, ne sont plus visibles. À l'intérieur, le palais fut restructuré et devint la somptueuse demeure de Giovan Battista Toscanelli et de sa femme Angiola Cipriani.

Sur les plafonds, il y a des fresques de Nicola Cianfanelli, Gaspero Martellini et Annibale Gatti montrant Byron et la poésie, l'apothéose de Galilée et l'apothéose de Michel-Ange. La conception de ce bâtiment est attribuée - sans aucune preuve - à Gatti. La sculpture de Tribolo représentant une harpie chevauchant un crapaud, qui fait maintenant partie de la collection Palazzo Blu, est originaire de ce palais. Depuis 1913, il est occupé par les archives de l'État de Pise (Archivio di Stato di Pisa).