Anche in questo caso l’intervento dei Farnese si caratterizza per la trasformazione di un castrum preesistente di origine longobarda. La struttura piu antica della rocca è la torre ottagonale la cui costruzione risale al 1296,  secondo  un documento  orvietano.  Essa fu incorporata dai Farnese nella trasformazione della rocca in palazzo; l’elemento più significativo del nuovo palazzo e il  cortile quattrocentesco, realizzato  in  occasione delle nozze di Angelo Farnese con Lella Orsini di Pitigliano, celebrate nel 1488; nella seconda meta del XV secolo Pier Luigi Farnese il seniore ristruttura l’intero edificio; ulteriori interventi saranno condotti dal cardinale Alessandro Farnese.

Nel 1519 in occasione delle nozze tra Pier Luigi e Gerolama Orsini fu chiamato a lavorare Antonio da Sangallo il giovane . A Sangallo sono attribuiti i progetti della vera del pozzo del cortile, i portali del loggiato superiore del cortile, gli stipiti delle finestre, i capitelli, nonché il monumentale  camino nel  salone ducale. Tale attribuzione e supportata  da due disegni del Gabinetto Disegni e Stampe della Galleria degli Uffizi.