Il palazzo, oggi sede della Città metropolitana di Roma Capitale, fu costruito nel 1583-85 dal cardinale Bonelli sull'area del foro di Traiano, su progetto di Fra' Domenico Paganelli da Firenze. 

Nella metà del Seicento divenne proprietà del cardinale Imperiali, che lo fece ricostruire e ampliare su progetto di Francesco Peparelli. Nel 1796 fu acquistato dal banchiere Vincenzo Valentini, che fece realizzare intorno al 1830 il prospetto neoclassico verso il foro di Traiano.

Nel 1873 il palazzo fu acquistato dallo Stato Italiano come sede della Provincia di Roma. L'edificio, a pianta trapezoidale con androne e cortile centrale, presenta una facciata con un maestoso portale con due colonne ioniche sormontate da un balcone; ai lati finestre architravate con inferriate. 

Al primo piano finestre con timpani triangolari, al secondo finestre con cornice semplice. Un cornicione sorretto da mensole alternate a finestrelle funge da coronamento su tutti i lati dell'edificio, che presenta agli angoli cantonali bugnati. 

Nel cortile e nello scalone sono conservate alcune sculture di età classica, al secondo piano un grande stemma del cardinale Bonelli in piastrelle di maiolica policroma della fine del XVI secolo.