Palazzo è di probabile origine romana, poiché il luogo si trova menzionato nell’itinerario Antoniano come Ad Palatium. Anzi sembra che una costruzione romana, i cui resti si notano ancora in località Carcelle, servisse da prigione per rinchiudervi i Salassi in lotta con i Romani. La credenza antica è però soltanto corroborata dal nome della regione, detta Carcelle, e dalla scoperta di sarcofaghi, frantumi di colonne, lampade perpetue, monete, quasi tutte di origine romana.
Già nel 1091 Palazzo si trova citato nel Capitolo Eporediese, quindi nel secolo successivo viene conteso da Ivrea e Vercelli. Quest’ultima lo vuole incorporare con Piverone per costituire un borgo franco e tenta di scoperchiare e distruggere le sue case per indurre la popolazione ad ingrossare il villaggio vicino.
Frattanto Ivrea si allea con Novara il 10 settembre 1221 e, forte di questo trattato, intima a Vercelli, il 3 ottobre successivo, di desistere dal suo disegno. Così Palazzo fu salvo e per sempre. L’8 febbraio 1343, il conte Aimone di Savoia nominava Pietro di Masino podestà di Palazzo e Piverone. Durante le frequenti scorrerie guerresche anche Palazzo ebbe a subire danni e nel 1558 venne invaso per breve tempo dagli Spagnoli.
Palazzo diede l’attributo marchionale alla discendenza di Carlo Umberto (1598-1644), figlio naturale di Carlo Emanuele I, duca di Savoia, e di Virginia Pallavicino, che lo ebbe in feudo. Questo ramo si estinse nel 1726; successivamente vi ebbero giurisdizione gli Avogadro di Valdengo, i Sapellani ed i Ferrero di Ormea con il titolo marchionale.
