Le Palais Madame est pour tout le monde synonyme de Sénat, la branche « haute » du Parlement italien qui y siège depuis 1871, à l'époque du Royaume d'Italie. Mais cet imposant bâtiment a une histoire beaucoup plus ancienne, remontant au début du XVIe siècle et au cardinal Giovanni de' Medici, fils du Magnifique, destiné en 1513 à être élu pape sous le nom de LéonX. C'est lui qui a commandé le palais, une riche et élégante demeure familiale, à l'architecte Giuliano da Sangallo.
Le nom « Madama » lui fut attribué un peu plus tard, lorsqu'il devint la résidence de « Madama » Marguerite d'Autriche, fille naturelle de Charles Quint et veuve du duc Alexandre de Médicis, assassiné en 1537. La noble dame y vécut longtemps avec son second mari Ottavio Farnèse, duc de Parme. La structure actuelle et la somptueuse façade du palais sur le cours de la Renaissance sont cependant du siècle suivant, œuvre de Paolo Maruscelli. Au milieu du siècle, la papauté en devint le nouveau propriétaire et en fit le siège de diverses institutions, dont la police (d'où l'expression populaire « arriva la Madama ») et les postes pontificaux.
Après la naissance du Royaume d'Italie et la prise de Rome, les intérieurs ont été radicalement modifiés par Luigi Gabet pour l'installation du Sénat, tout d'abord pour l'ouverture de la grande salle législative, aménagée dans l'espace de l'ancienne cour des postes. De nouvelles interventions d'adaptation ont été enregistrées dans les premières décennies du XXe siècle. Dans le complexe du Palais Madama, et plus précisément dans la salle Koch, se trouvait également la Bibliothèque du Sénat, aujourd'hui intitulée Giovanni Spadolini et en grande partie transférée au Palais de la Minerve, spécialisée dans l'histoire, le droit, l'histoire, les sciences politiques, les médias et le journalisme, avec la plus importante collection de statuts des municipalités et des corporations.