O palácio actual foi construído entre 1309 e 1424. Giovanni Bon e Bartolomeo Bon criaram a chamada Porta della Carta, um monumental portão em estilo gótico tardio na Piazzetta, ao lado do palácio.
Antiga sede do Doge de Veneza e da magistratura veneziana, seguiu-lhes a história, dos alvores à queda, e é hoje sede do Museo di Palazzo Ducale e faz parte da Fondazione Musei Civici di Venezia.
A edificação do palácio iniciou-se, presumivelmente, no século IX, depois da transferência da sede ducal de Malamocco para a moderna Veneza, definitivamente sancionada em 812, durante o dogado de Angelo Partecipazio.
Da instalação original, talvez erguida seguindo o modelo do Palácio de Diocleciano em Espalato, nada sobrevive actualmente: em 828, com a chegada dos restos mortais de São Marcos, foi instalada ao lado a primitiva basílica marciana; em 864, os rebeldes responsáveis pelo assassinato do doge Pietro Tradonico sofreram aqui um longo cerco; por fim, em 976, o doge Pietro IV Candiano e o seu filho e corregente encontraram a morte durante uma revolta a que se seguiu um furioso incêndio que destruiria todo o palácio e grande parte da cidade.
Seguiu-se a reconstrução começada por Pietro I Orseolo (976-979), um núcleo fortificado constituído por um corpo central e por torres angulares, circundado por água, cujos traços ainda se percebem na disposição do andar loggiado.
O complexo sofreu uma primeira grande reestruturação, que transformou a fortaleza original num elegante palácio privado de fortificações, no século XIII durante o dogado de Sebastiano Ziani. Uma nova ampliação foi realizada entre finais desse mesmo século e os primeiros anos do século XIV, para servir às novas exigências do estado republicano que se seguiram à Serrata del Maggior Consiglio (Exclusão do Conselho Maior), cuja sala foi ampliada.
