Il rinascimentale Palazzo Ducale fu costruito dopo il 1470. In quel periodo, infatti, al libero Comune era subentrata la Signoria dei Montefeltro, duchi di Urbino.
Il Palazzo Ducale fu cistruito dall'architetto Luciano Laurana per volere di Federico da Montefeltro, duca di Urbino, che era nato prorpio a Gubbio nel 1422.
Il disegno del cortile interno del Palazzo è ispirato ai palazzi ed ai cortili di Urbino.
Particolarmente importante come testimonianza della ricchezza e la bellezza degli addobbi del Palazzo in epoca rinascimentale è lo "studiolo" ligneo di Federico da Montefeltro, che oggi è conservato al Metropilitan Museum di New York.
Oggi il Palazzo Ducale è di proprietà della Sovrintendenza dei beni culturali e viene utilizzato come museo e luogo di esposizioni e di mostre.