Budowę pałacu, którego fundatorem był biskup Piotr Myszkowski rozpoczęto pod kierownictwem florentczyka Santi Gucciego w 1585 r. Po śmierci biskupa w 1591 r. budowę kontynuował jego bratanek - także Piotr. Trwała ona prawdopodobnie do 1595 r., ale w związku z tym, że tu w 1600 r. zmarł Santi Gucci, istnieją przypuszczenia o prowadzeniu prac aż do jego śmierci.
Pałac wzniesiono na rzucie wydłużonego prostokąta o układzie o układzie osiowym, z wysuniętymi ryzalitami od strony wschodniej i zachodniej, a także mniejszymi, bocznymi ryzalitami mieszczącymi klatki schodowe od północy i południa. Parter i I piętro zachowały do dziś cechy renesansowe, natomiast wyższe kondygnacje wskutek wielu przeróbek straciły swój pierwotny styl.
Od strony północno-wschodniej i południowo wschodniej pałacu wybudowano 2 pawilony z portykami kolumnowymi, które mieściły kaplicę pałacową i bibliotekę.
Po bezpotomnej śmierci ostatniego z rodu Gonzaga Myszkowskich w 1727 r., ordynacja pińczowska została nadana Franciszkowi Wielopolskiemu, który w 1729 r. przyjął tytuł margrabiego i VIII ordynata oraz nazwisko Wielopolski Gonzaga Myszkowski.
Dużych zmian na zewnątrz i wewnątrz zamku dokonali Wielopolscy w XVIII i XIX wieku. Za czasów ich ordynacji usunięte zostały renesansowe szczyty budowli, a ryzalit środkowy podwyższono o trzecie piętro w którym znalazło się miejsce na pięć okien.
Nadbudówkę ujęto po bokach szczupłymi wieżyczkami; elewację boczną pałacu zakończono szczytem lekko wygiętym, z okienkiem krzyżowym umieszczonym pośrodku. Na szczycie i po obu jego stronach ustawiono kamienne wazony.
W 1794 r. podczas powstania kościuszkowskiego pałac został ograbiony z mebli i wszystkich wewnętrznych ozdób, a wyposażenie zniszczone lub uszkodzone.
W 1799 r. na parterze pałacu było 13 pokoi ze sklepionymi sufitami, na I piętrze 16 pokoi i jedna duża sala z galerią. Na II piętrze były 22 pokoje, 3 alkierze i 1 sala, natomiast trzecie piętro mieściło 16 pokoi. Pod pałacem znajdowało się aż 11 piwnic. W późniejszym czasie ususnięto część ścian wewnętrznych, co spowodowało zmniejszenie ilości pokoi oraz powiększenie ich powierzchni.
W 1829 r. za czasów Aleksandra Wielopolskiego (1803-1877) rozpoczął się remont dachu oraz rozbiórka III piętra. Kolejny remont i przebudowę według projektu berlińskiego architekta Stuchlera realizowało po kolei aż trzech budowniczych: Chamerling, Gołębiowski i Staibl.
W związku z decyzją ordynata o ustanowieniu siedziby rodu w Chrobrzu, w 1846 r. zakończono prace w Książu Wielkim. Pałac stał się letnią rezydencją Wielopolskich.
.