In den Jahren 1530 bis 1550 vom wohlhabenden Lavezzola-Familie in Auftrag gegeben und vom genialen Architekten Michele Sanmicheli erbaut, wurde es später Eigentum der Familie Pompei. 1833 schenkte Graf Alessandro Pompei es der Gemeinde Verona, um Ausstellungen, Kunstsammlungen und wissenschaftliche Sammlungen von großer Bedeutung und Prestige der Stadt zu beherbergen. Der ursprüngliche Gebäudekomplex wurde ab 1858 durch die schrittweise Angliederung benachbarter Gebäudeteile und Häuser erweitert.
In den großzügigen Räumen des Palastes befinden sich heute vierzehn Ausstellungsräume, die Bibliothek, Labore, Lager für die Sammlungen sowie die Büros des Museums.
Das Städtische Naturhistorische Museum Verona beherbergt wissenschaftliche Abteilungen, die sich dem Studium von Mineralien und Gesteinen, Paläontologie und Zoologie widmen. Die Abteilungen für Vorgeschichte und Botanik sind im Kommandogebäude des österreichischen Arsenals von Verona untergebracht.
Das von den Forschern des Museums und zahlreichen Naturforschern im Laufe von fast fünf Jahrhunderten gesammelte wissenschaftliche Material wird heute sorgfältig aufbereitet und katalogisiert, untersucht und dann in den Sammlungen aufbewahrt oder der Öffentlichkeit in den Ausstellungsräumen gezeigt.
Das Museum spielt daher eine zentrale und entscheidende Rolle in der wissenschaftlichen Forschung sowie bei der Veröffentlichung von Fachaufsätzen und populärwissenschaftlichen Texten. Sehr aktiv ist auch die Abteilung für Bildung und Kommunikation, deren Ziel die Vermittlung naturwissenschaftlicher Kultur an verschiedene Zielgruppen (Schulen, Erwachsene, Familien, Vereine usw.) ist.
Ein Bereich des Städtischen Naturhistorischen Museums Verona ist den Fossilien von Bolca gewidmet: das außergewöhnlichste Zeugnis der Erdgeschichte, im Gestein verewigt wie die Seiten eines Buches. Aus der Lokalität Bolca in den Lessinischen Bergen, 50 km von Verona entfernt, stammen fossile Exemplare von über 250 Tierarten und 200 Pflanzenarten, eine faszinierende Momentaufnahme des Lebens auf der Erde vor 50 Millionen Jahren.
