I Martelli, grazie ai legami e agli ottimi rapporti con i Medici, furono una ricca e prestigiosa famiglia di Firenze fin dal '400. L'attuale palazzo risale però al XVII secolo, quando i Martelli lo realizzarono unificando diversi edifici, parte già posseduti e parte acquistati al momento, con successivi interventi anche nel secolo successivo. Il palazzo restò residenza della famiglia fino al 1986, quando morì l'ultima discendente che lo lasciò in eredità alla Curia di Firenze, la quale, pochi anni dopo (1998) lo donò al Comune di Firenze. Dal 2009 è musealizzato ma va detto che il percorso di visita comprende solo una minima porzione del vasto palazzo: l'androne, due ambienti al piano terra, lo scalone e una decina di stanze al piano nobile, di cui 4 sale destinate a quadreria, i cui dipinti coprono praticamente per intero tutte le pareti; certo non ci sono opere altisonanti, per lo più sono pittori minori o di botteghe di artisti più famosi (ma inizialmente non era certo così) ma non mancano quadri di pregio ascrivibili a Luca Giordano, Salvator Rosa, Piero di Cosimo, Volterrano, Tintoretto, Santi di Tito, Van Wittel (belli anche i due dipinti della bottega di Pieter Brueghel il giovane) e poi anche opere di Andrea della Robbia, Domenico Poggini, Clemente Susini e Baccio Bandinelli. Ma quadreria a parte, le sale sono tutte belle da vedere così come sono, per gli affreschi delle volte, le decorazioni e alcune anche per gli arredi, anche se molto si è perso, specie nel periodo in cui il palazzo era di proprietà della curia. Ingresso gratuito con visite solo guidate, della durata di circa un'ora con inizio ad orari prestabiliti negli unici, purtroppo, due giorni in cui il museo è aperto, che sono il martedì pomeriggio e il sabato mattina. Come critica costruttiva, se da una parte la visita guidata aggiunge tante notizie e curiosità sul palazzo che altrimenti si potrebbero non sapere, dall'altro non viene lasciato il tempo sufficiente per osservare con attenzione i numerosi dipinti della quadreria (peraltro vicino a ciascun quadro non c'è alcuna targhetta ma le informazioni sono contenute su un pieghevole presente in ogni stanza che riporta la disposizione dei dipinti di ciascuna parete con l'indicazione per ognuno del soggetto e dell'autore).