Der Plan von Jacopo de’ Barbari (1500) belegt, dass das Gebäude damals bereits vorhanden war, wobei es zu dieser Zeit eine beinahe quadratische Basis mit einem Innenhof in der Mitte aufwies. In der Folge wurde der Palast schrittweise erweitert (die Nachkommen von Nicolò erwarben Eigentümer, die an ihre Besitze angrenzten) und umgebaut. Die heutige Form geht wahrscheinlich auf den Beginn des 17. Jahrhunderts zurück, es liegen jedoch keine Unterlagen zur Dauer des Baus und zum Namen des Architekten vor. Die zwei Außenfassaden – zur Straße (salizàda) und zum San Stae Kanal hin – sind durch die breiten „serliane” geprägt, die typischen Fenster der venezianischen Architektur des 17. und 18. Jahrhunderts.

Es handelt sich um dreibogige Fenster mit zentraler bogenförmiger Öffnung und zwei niedrigeren Seitenfenstern mit Gebälk, die unter anderem die Abfolge von Haupt- und Zwischengeschoßen gestatten.
Die erstgenannte Fassade weist im mittleren Teil drei Venezianische Fenster auf, die übereinander angeordnet und durch stämmige Konsolen im Stil des Architekten Sansovino verbunden sind (ein Motiv, das sich auch bei den seitlichen Fenstern wiederholt); der linke Flügel verlängert sich und macht das Gesamtbild unsymmetrisch, wobei er auch einen niedrigeren Teil im Verhältnis zum Hauptkorpus aufweist, sowie Bossenwerk an den Sockeln. Die zweite Fassade weist Tore mit Architraven und die Venezianischen Fenster lediglich in den Hauptgeschoßen auf; die seitlichen Fenster sind so unterteilt, dass eine doppelte Zimmerreihe erzeugt wird; neben der Hauptstruktur befindet sich ein erheblich niedrigerer Flügel mit einem Venezianischen Fenster im Hauptgeschoß. Die Ansicht auf die Salizada spiegelt einen späteren Stil im Verhältnis zu der auf den Kanal wieder und weist die typischen Linien des 17. Jahrhunderts auf. Die Ansicht auf die Straße, von der aus man heute Zugang zum Palast hat, weist eine Verlängerung auf der linken Seite auf, die das Ergebnis von Ankäufen der anliegenden Gebäude ist.

Die Innenstruktur ist die typische Struktur der venezianischen Patrizierhäuser, mit dem großen zentralen Salon (pòrtego), der als Durchgang und Repräsentationszwecken dient, an dessen Seiten sich die anderen Zimmer befinden. Die Familie Mocenigo wohnte in diesem Palast bis in jüngste Zeiten. Im ersten Hauptgeschoß sind Fresken und Einrichtungsgegenstände im Rokoko- bzw. neoklassischen Stil zu sehen, die zum Großteil auf die zweite Hälfte des 18. Jahrhunderts zurückgehen. Von besonderem Wert sind die Deckenfresken aus dem Jahre 1787 für die Hochzeit des Neffen von Alvise IV. mit Laura Corner, sowie die Fresken von Jacopo Guarana (Verona, 1720 – Venedig, 1808), Giambattista Canal (Venedig, 1745 – 1825) und Giovanni Scajaro (belegt um die zweite Hälfte des 18. Jhdts.). Beeindruckend sind auch die Türen aus Wurzelholz und die Rahmen aus geschnitztem und vergoldetem Holz.