Il palazzo fu edificato per Battista Centurione a partire dal 1612 dall’architetto Battista Cantone in collaborazione con il figlio Filippo. Memore dei modelli rinascimentali già ampiamente sviluppati nei palazzi di Strada Nuova, si sviluppa su più piani a partire da un’alta fascia bugnata di chiara memoria bramantesca (come nel vicino palazzo fondato verso la fine del Quattrocento da Cipriano Pallavicini).

Il portale in marmo bianco dà accesso ad un ampio atrio e a uno scalone monumentale.

Se il primo piano nobile presenta decorazioni a stucco frutto di un generale rinnovo rocaille degli spazi, di grande interesse le decorazioni a fresco che interessano il secondo piano nobile, testimonianza della magnificenza dei Centurione nel corso del XVII e XVIII secolo e dei Cambiaso nel XX.

La prima sala fu affrescata da Giovanni Battista Semino (prima metà del XX secolo) e raffigura le Quattro Stagioni. Nelle sale successive si ammirano affreschi di Domenico Piola (Bacco e Arianna), Gregorio De Ferrari (Trionfo della Liguria; Allegoria delle Arti Liberali), Bartolomeo Guidobono (Il Carro di Giunone tra le Metamorfosi), oltre alla straordinaria galleria passante di Bartolomeo Guidobono (modello architettonico unico nel panorama cittadino) la cui volta a botte è interamente “sfondata” verso lo spazio illusorio del mito.

La piccola cappella decorata da Giovanni Carlone raffigura, entro cornici in stucco dorato, il Padre Eterno attorniata dagli Evangelisti e dagli Angeli con i simboli della Passione e accoglieva sculture in legno dorato di Filippo Parodi.