Este palacio fue mandado construir por Francisco Vela de los Cobos a mediados del siglo XVI, y se ha documentado la intervención de Andrés de Vandelvira gracias a un pliego de condiciones redactado por el arquitecto alcaraceño que se conserva en el Archivo Histórico de Úbeda.
Se trata de un edificio de tres plantas separadas por voluminosas cornisas. En el piso inferior se dispone una portada de dos cuerpos con vano adintelado entre columnas corintias sobre plintos. En el segundo cuerpo, hay un balcón entre pilastras jónicas, y a los lados dos tenantes sostienen las armas del fundador. Se corona el conjunto con un frontón recto.
En la primera planta hay un balcón en esquina, y, por último, en la segunda planta hay una galería resuelta con decoración geométrica de carácter abstracto. Hay un hueco adintelado en ángulo con columna central que se superpone sobre el balcón inferior, y en su centro, la galería se interrumpe marcando el eje de la portada por otro hueco adintelado. Por último, hay una voluminosa cornisa, similar a la del Palacio del Deán Ortega, y que tiene su inspiración en el Tercer Libro de Arquitectura de Sebastiano Serlio.
El interior ha sufrido muchos cambios a lo largo de los siglos, el más relevante la desaparición del patio en el siglo XIX.
