La Villa Reale di Marlia era in origine un fortilizio del Duca di Tuscia risalente al X secolo. Un documento del 1517 ne attesta la vendita alla famiglia Buonvisi da parte della famiglia Avvocati. A causa del fallimento della loro azienda, i Buonvisi furono costretti a vendere la villa a Lelio e Oliviero Orsetti nel 1651.

Gli Orsetti fecero costruire l`attigua Palazzina dell`Orologio e realizzarono un magnifico giardino barocco, decorato con splendidi giochi d`acqua, ninfei e statue.

Nel 1806 la villa fu acquistata da Elisa Baciocchi, sorella di Napoleone e regina dell`Etruria (da qui il nome di Villa Reale). Elisa acquistò anche Villa del Vescovo e iniziò immediatamente i lavori per la fusione delle due proprietà.
Per poter accogliere tutta la corte, la villa fu rialzata di un piano; contemporaneamente si procedette alla trasformazione del giardino in un giardino all`inglese con l`eliminazione di molti elementi baroccheggianti e lasciando in piedi solo la cappella e la "grotta di Pan".

Dopo la caduta di Napoleone la villa, in cui si è più volte esibito Niccolò Paganini, ha subito diversi passaggi di proprietà.