La sua progettazione è attribuita a Guarino Guarini, che se ne sarebbe occupato a partire dal 1679 (anche se la direzione dei lavori fu portata a termine da Michelangelo Garove), ma l'edificio non ha quasi nulla delle avvolgenti armonie degli altri suoi capolavori architettonici torinesi (S. Lorenzo, cappella della Sindone, palazzo Carignano). In origine era il collegio dei nobili, ovvero l'istituto in cui i Gesuiti formavano la classe dirigente cittadina: l'austerità delle funzioni si riflette nei volumi, compatti e severi. I tre piani hanno tutti la stessa altezza, essendo destinati a ospitare aule e dormitori. La facciata (che meglio si ammira nella prospettiva in diagonale da piazza Carignano) ha una decorazione in cotto articolata, ma regolarissima. Soppresso nel 1773 l'ordine dei Gesuiti, il palazzo accolse l'Accademia reale delle Scienze, fondata nel 1757 dal matematico Giuseppe Luigi Lagrange. Dal 1824 vi trovò collocazione il Museo Egizio e dal 1865 la Regia Pinacoteca, poi rinominata Galleria Sabauda. Anche il Museo di Antichità venne qui ospitato dal 1832 al 1982, anno del suo trasferimento nella nuova sede nell'ambito di Palazzo Reale.