La reputazione di Palladio agli inizi, come pure dopo la morte, si è fondata sulla sua abilità di progettista di ville. Tra le opere più significative e innovative spicca Villa Almerico–Capra, detta La Rotonda: la pianta è quadrata con ripartizione simmetrica degli ambienti, raggruppati intorno ad un salone circolare ricoperto da una cupola. In ognuna delle quattro facciate si trova un classico pronao con colonne ioniche e timpano a dentelli. È pensata come luogo di intrattenimento, su modello romano, non come centro produttivo come altre ville palladiane. La cupola centrale, che nel progetto di Palladio doveva essere emisferica, fu realizzata postuma su modello differente, rievocando le linee di quella del Pantheon romano.
Maestoso è il Teatro Olimpico di Vicenza, ultima opera dell'artista: la ripida cavea si sviluppa direttamente dall'orchestra per culminare nel solenne colonnato trabeato. Il palcoscenico appena rialzato è definito da un fondale architettonico fisso da cui partono cinque strade illusionisticamente lunghissime . Qui trionfa tutta l'esperienza del maestro in una felice sintesi con la poetica di Vitruvio. L'architettura ed i motivi del teatro classico romano storicamente all'aperto, vengono portati all'interno di uno spazio chiuso ma al contempo aperto dalle profonde prospettive al di là dei grandi portali, in un concetto modernissimo di dinamismo spaziale.