Po upadku dużego projektu budowy muzeum na wyspie na środku Sekwany, w którym można było obejrzeć obszerną kolekcję Pinaulta, postanowił przenieść się z Paryża do Wenecji i za 29 milionów euro kupił od Fiata pałac na Canal Grande.. Ale o odbudowę zabytku architektury i dostosowanie go do potrzeb muzeum Pinault ponownie zwrócił się do Tadao Ando, autora niezrealizowanego projektu swojego paryskiego muzeum.
Na ekspozycję wykorzystano 40 sal palazzo (5000 m2). Architekt ograniczył swoją ingerencję do minimum, bardzo uważnie obchodząc się z XVIII-wiecznymi wnętrzami. Bogato zdobione ściany pokrył białymi panelami zamocowanymi na aluminiowych kratownicach. Te metalowe belki służą również jako podstawa systemu oświetleniowego składającego się z 1500 opraw. Nad dziedzińcem na wysokości 20 m rozpięta jest markiza, która tłumi światło słoneczne.
