En 1540 recibió el título de arquitecto y desde entonces realizaría por encargo diversas villas señoriales en Vicenza y el palacio Thiene; mientas en Venecia se dedicaría principalmente a la arquitectura religiosa. En 1570, Palladio publicó el conocido tratado Los cuatro libros de arquitectura y en 1556 fundó en Vicenza la Academia Olímpica. Miembro desde 1566 de la Academia del Disegno de Florencia, sustituyó a Sansovino como arquitecto consejero de Venecia hasta su fallecimiento en Vicenza en 1580. Palladio es autor de obras como la Villa Emo de Treviso, el Palazzo Valmanara de Vicenza (1556), la conocida Villa Capra (1569) y el Palazzo Barbanaro (1580) de Vicenza, caracterizadas por su estricta simetría, equilibrio y sencillez logradas a la aplicación de un sistema armónico de proporciones. Su producción influiría decisivamente en la arquitectura civil británica del siglo XVIII.