De huidige villa van Cambiano is het resultaat van een reeks restauraties en uitbreidingen van het middeleeuwse kasteel van Cambiano. De plaats waar nu de villa zich bevindt en die vandaag de dag onjuist Cambiano genoemd wordt, naar de naam van de familie Cambi, die de villa in de tweede helft van de XVe eeuw kocht, heette Camiano.

Door het kopen van de villa, verkreeg Bernardo Cambi tevens het patronaat van de nabije kerk van San Prospero, die hij voorzag van schilderijen die tegenwoordig bewaard worden in het museum van Santa Verdiana, in Castelfiorentino.

De villa werd gerenoveerd gedurende de XVIIIe eeuw door Niccolò Xaviero Cambi omdat hij ging trouwen met Lucrezia del Conte Capitano Galli Tassi di Prato. Ondanks dat het renaissancistische karakter onveranderd bleef, werd de villa verrijkt met elementen die overeenkomen met de smaak van de zeventiende eeuw, met als doel de gasten het prestige van de eigenaars te tonen. Tijdens deze gelegenheid werd tevens het park gerealiseerd dat het gebouw omringd, het een monumentaal karakter toekennend.