La villa fu costruita intorno al 1560 dal ricco patrizio genovese Tobia Pallavicino, commerciante in allume, come soggiorno suburbano in posizione elevata sulla città, in una zona che, nel Cinquecento, si trovava all'esterno delle mura. Nello stesso periodo della costruzione della villa, Tobia Pallavicino commissionava anche il suo palazzo di città nella costruenda Strada Nuova, oggi via Garibaldi, meglio conosciuto come Palazzo Carrega Cataldi.
Villa delle Peschiere segna una maturazione rispetto a villa Giustiniani Cambiaso (Albaro), la prima opera sicura dell'Alessi a Genova. Il progetto alessiano di Villa delle Peschiere risolve il rapporto con il giardino per mezzo di due ingressi di uguale importanza da entrambi il lati, realizzando un'organica continuità nello sviluppo dei vani centrali e nel rapporto con la scala. La facciata sud è più riccamente decorata, con una composizione geometrica e un sontuoso impianto decorativo a lesene ioniche e corinzie, con cornicione e balaustra. Gli ordini architettonici furono proiettati nel paesaggio del parco, con una serie di terrazzamenti scenografici e una serie di serliane che accompagna il visitatore in un crescendo trionfale, dal basso verso l'alto, dalla città alla villa.
I motivi a stucco delle logge e il bagno esagonale, alquanto di moda nelle ville genovesi dell'epoca, furono realizzati da Marcello Sparzo, allievo del Castello. La ricca decorazione pittorica al piano nobile, quasi completamente conservata, è attribuita al Semino, con alcuni interventi di Luca Cambiaso, al quale si attribuisce il ciclo pittorico a tema mitologico di alcune sale laterali.
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