En 1571, tras varios años de pleitos por la restitución de la Diócesis, Barbastro recuperaría su dignidad de Sede Episcopal. La Ciudad se comprometió entonces a proporcionar a los nuevos prelados una residencia acorde con su dignidad. La historia del Palacio es también la de un obispo que quiso perpetuar su fama y su gloria mediante su participación en el proyecto.
Algunos aspiraban a que la Ciudad construyera a sus expensas un edificio de nueva planta, pero los gastos ocasionados por largos años de pleitos y por la construcción del templo actual, no lo permitían.
27 años después la Ciudad optaría por comprar toda una manzana de principales y sumptuosos edificios. Entre 1598 y 1600 se desarrollaron las obras de adecuación de las cuatro casas adquiridas, bajo la dirección de maese Andrés Castillón, maestro de villa, y Pedro de Ruesta, fustero. Se salvaguardaría cuanto se pudiera (cocinas, alcobas, salas, cuadras, bodegas, ...) y sólo se construirían de nueva planta algunas estancias, como la capilla y parte de las fachadas, con el fin de dotar al exterior de coherencia y uniformidad.
Al exterior, respondía genuinamente al tipo palacial aragonés: sobriedad de las formas, horizontalidad de las fachada, protagonismo del ladrillo, sucesión de arcos bajo los aleros... La función de esta galería era la de servir de soporte a la cubierta y garantizar la ventilación de los maderos; la del alero; proteger los mutros del agua de lluvia.
Durante la Guerra de la Independencia, por más de cuatro años, los franceses lo convirtieron en Cuartel para sus tropas.
La vejez del inmueble y el abandono que sufrió durante 41 años que la Sede permaneció vacante, hicieron necesarias en 1896 unas reformas de tal magnitud que apenas nada sobreviviría de la fábrica del siglo XVI.
La irregular distribución de los vanos que caracterizó la obra del siglo XVI, desapareció con la apertura de nuevas ventanas distribuidas ordenadamente a lo largo del muro que da a la Calle Palacio. En la fachada de la Plaza se abrirían los dos miradores y la portada actual, tras destruir la renacentista.
Los 500 años de vida del Palacio Episcopal forman parte de la memoria histórica de esta ciudad. Hoy la Diócesis sigue creciendo y generando nuevas necesidades y servicios que el palacio Episcopal seguirá acogiendo como hizo desde sus orígenes, recuperando para nuestros días parte del espíritu con que fue erigido en su época más esplendorosa.
Actualemente, el interior de este edificio ha sido totalmente restaurado y equipado para albergar el Museo Diocesano Barbastro-Monzón.
