La villa venne edificata alla fine del Seicento dal cardinale Gaspare Carpegna su modelli del XVI secolo, con torrette laterali e un androne centrale che conduceva ai giardini posteriori ancora oggi conservati. Gli interni, restaurati nel 2002, conservano le decorazioni originarie delle sale, della galleria e della cucina, perfettamente conservata mentre al piano nobile una profonda galleria reca gli affreschi a tutta parete con vedute paesaggistiche dell'area del Montefeltro, zona di provenienza della famiglia Carpegna che di quelle aree prende il nome. Nell’800 la villa passò alla famiglia Falconieri i quali rinnovarono le decorazioni del casino, realizzando tra l'altro un "saloncino dipinto alla pompeiana" al pianterreno. Nel 1902 la villa fu acquistata dalla baronessa Caterina von Scheyns, che fece di villa Carpegna un vero e proprio salotto culturale internazionale, aperto ad ospiti illustri.