Nel 1620 Torino fu interessata dal primo ampliamento significativo verso sud, la "Città Nuova", progettata da importanti architetti su commissione del duca Carlo Emanuele I.
Questo ampliamento, che mirava a creare una città moderna, fu realizzato con una pianta a scacchiera, ispirata da progetti già esistenti, continuata e portata a termine dagli architetti Carlo e Amedeo di Castellamonte. Nell'ambito di questo progetto venne realizzato il Palazzo Ferrero d'Ormea, ora sede della Banca d'Italia; situato nell'antica isola di San Giuseppe vicino a piazza San Carlo, fu verosimilmente costruito nell'area dove sorgeva un palazzo preesistente. Il suo progetto è attribuito all'architetto di corte Amedeo di Castellamonte, che ideò una grande costruzione affacciata su via dell'Arsenale con un retrostante giardino: il portale ad arco è l'unica testimonianza superstite dell'edificio seicentesco.
Il primo proprietario dell'edificio fu Francesco Maria Broglia conte di Revello; suo figlio Carlo Amedeo lo assegnò in locazione alla Nunziatura Apostolica nel 1670 e successivamente lo vendette al marchese Carlo Vincenzo Ferrero d'Ormea, figura della massima importanza sotto i regni di Vittorio Amedeo II e Carlo Emanuele III, la cui famiglia restò proprietaria del palazzo per quasi un secolo. All'inizio dell'Ottocento venne acquistato dai conti Balbiano del Viale che nel 1852 lo rivendettero alla Banca del Regno di Sardegna, divenuta nel 1893, a seguito dell'Unità nazionale e per volere di Giovanni Giolitti, Banca d'Italia.
La trasformazione dell'edificio, in gusto neoclassico, da residenza a sede bancaria, si deve a Giuseppe Talucchi; cuore della nuova composizione è il salone centrale al piano terra, coperto da un velario in vetri policromi di grande suggestione.
Negli anni Trenta del Novecento la Banca d'Italia affidò nuovi interventi funzionali e strutturali a Giovanni Chevalley.