La famiglia da cui prende il nome è documentata sin dalla metà dell’XI secolo, quando un certo Marchetto di Marco era Gastaldo del conte Guido. Questo palazzo, prima di proprietà dei Cellesi, fu comprato dalla famiglia Marchetti nel 1658 e da questa ristrutturato. Per l’ampliamento della loro dimora i Marchetti acquistarono nel 1697 la casa che confinava con il fianco meridionale. I due edifici furono uniti in un unico organismo e la facciata fu progettata dall’architetto pistoiese Giovan Battista Baldi secondo uno spartito regolare, con due file di sette finestre riquadrate con bozze di pietra serena ai piani alti, mentre le quattro finestre del piano terreno sono sormontate dal fronte curvilineo e spezzato di gusto tardo-barocco. Alcune sale, in particolare la galleria che doveva ospitare la collezione di quadri che la famiglia stava raccogliendo, furono affrescate da Giandomenico Ferretti, pittore fiorentino molto noto e a quel tempo impegnato in altre fabbriche della città. Dietro il palazzo, in Via Borgo Stretto, vi è un giardino assai famoso, progettato nel 1822 da Antonio Targiozzi Tozzetti.