Villa Montalvo is een grote constructie dat dateert uit de XIVe eeuw, omringd door een groot park. De villa is voor het eerst genoemd in een document uit 1305. Er wordt gedacht dat de familie Tornaquinci, eigenaren van de terreinen, een eerder gebouw hebben laten versterken tijdens de periode van de bloederige strijd tussen de Guelfi en de Ghibellini. Met de nederlaag van de Ghibellini, een groepering waartoe de familie Tornaquinci behoorde, werd de villa verwoest.

Aan het begin van de XVe eeuw begonnen de Del Sodo, nieuwe eigenaars van de villa, de restauratiewerkzaamheden en uitbreiding. De villa kwam daarna in handen van de familie Spinelli.

In 1534 kocht Ottaviano de’ Medici de villa, en bracht verdere aanpassingen toe met het eenworden van de twee delen tot het vormen van een enig gebouw en met de inrichting van de tuin.

De villa dankt zijn naam aan de familie Ramirez de Montalvo, die het in 1570 kocht. Na een eerste periode van pracht en praal, waarin het gebouw nogmaals werd gerestaureerd en uitgebreid, volgden enkele jaren van verwaarlozing.
Maar toen in 1760 don Ferdinando Montalvo de villa erfde, begonnen de grote restauratiewerkzaamheden onmiddelijk: de internen werden verrijkt met decoraties en bepleisteringen en de tuin werd beplant met zeldzame en kostbare planten.

De Montalvo hadden de villa tot 1838 tot hun eigendom, daarna behoorde het toe aan de familie van de ingenieur Matteucci, echtgenoot van de laatste afstammeling van de Montalvo en toekomstig uitvinder van de verbrandingsmotor. Na verschillende malen van eigenaar te zijn veranderd, werd de villa in 1984 gekocht door de gemeente van Campi Bisenzio.