Il palazzo Ducale situato in piazza del Popolo, venne realizzato tra il 1285 e il 1625 con il contributo dei signori della Città, ossia i Malatesta, gli Sforza e i Della Rovere.
Alessandro Sforza eseguì i lavori di ampliamento e ristrutturazione finalizzati ad inglobare la parte malatestiana all’interno di un corpo di fabbrica rivolto verso la piazza, nonché commissionò la costruzione dei tre edifici disposti intorno ad un cortile quadrangolare.
Il figlio Costanzo Sforza, invece, ordinò le decorazioni interne realizzate dallo scultore Domenico Rosselli.
Della dimora sforzesca si conserva solo il corpo frontale, la cui facciata accoglie nella parte inferiore un porticato con sei arcate che delimitano un'ampia loggia aperta con volte a crociera.
Seguì la famiglia Della Rovere provvedono prima di tutto alla ricostruzione.
Tra il 1523 e il 1532 vennero eseguiti i lavori di restauro a cura dell’artista Girolamo Genga, e portati al termine dal figlio, Bartolomeo, a cui si deve il completamento dell'ala lungo il corso fino a via Barignani.
Nel 1548 in occasione delle nozze del duca con Vittoria Farnese vennero realizzati i lavori di ampliamento del palazzo conferendoli un aspetto sfarzoso.
Al 1616 risale la costruzione dell'ala tra la piazza e via Zongo e la sua utilizzazione come appartamento.
Alla parte cinquecentesca fatta edificare dalla famiglia Della Rovere, si accede dal cortile d'ingresso, mentre agli interni si entra dalla sala d'attesa. Gli spazi esterni rovereschi sono il cortile della "caccia" e il giardino segreto.
Nel 1631, a seguito dell’estinzione della famiglia Della Rovere, il Ducato passò nelle mani della Santa Sede, e il palazzo venne trasformato in residenza dei cardinali.
Dall’unificazione del Regno d'Italia, l’edificio ospita la sede degli uffici della Prefettura.
Tra le opere artistiche ivi conservate citiamo: il camino della sala d'aspetto raffigurante una corsa di bighe intorno alle mura roveresche e i due putti laterali realizzato da Federico Brandanti; gli arabeschi delle due sale che precedono il salone metaurense; il camerino da bagno con stucchi policromi risalenti al XVI secolo.