Antichissime sono le origini dei Valmarana: le prime fonti scritte risalgono al 1174 in cui un membro della famiglia è citato come arcidiacono della Cattedrale di Vicenza mentre nel 1260 Bonazonta è considerato “homo molto amato dal popolo” e Bugarando uno dei più potenti tra gli ostili al tiranno Ezzelino da Romano. Intorno al 1300 la famiglia si divide in tre rami: la Villa ai Nani fu acquistata dal ramo di S. Faustino, a cui ancora appartiene.
Il grande architetto Andrea Palladio lavorò molto per i Valmarana. Intorno al 1561, infatti, grazie al loro appoggio, si aggiudicherà la ricostruzione della Basilica nella piazza dei Signori a Vicenza e 5 anni dopo (1566) verrà incaricato da Leonardo Valmarana di progettare il suo palazzo di Corso Fogazzaro.
È anche di Palladio la grandiosa Cappella Valmarana situata nella cripta della chiesa di Santa Corona ed è, invece, solo attribuita a lui la Loggia Valmarana del giardino di Porta Castello.