Il palazzo fu costruito tra il 1593 e il 1598 da Carlo Zengraf, già Segretario degli Stati Provinciali di Gorizia, che aveva ricevuto dalla casa d’Austria poteri giurisdizionali civili e penali su tutta una vasta area a nord di Gorizia. Collocato nell’immediata periferia cittadina, l’edificio fu concepito secondo i caratteri austeri e rigidi della casa-forte, circondato da alti muri e con poche concessioni al superfluo. Alcune antiche testimonianze murarie, venute alla luce a seguito dei recenti lavori di ristrutturazione (2002-2006), fanno pensare che il palazzo sia venuto a sovrapporsi ad una originaria struttura a torre, con una pianta di circa 8,5×10 metri, forse costruita in quella posizione allo scopo di controllare l’ingresso a nord della città.

La paternità del progetto potrebbe spettare all’architetto militare Giulio Baldigara, in quegli anni presente a Gorizia con la carica di architetto arciducale, il cui nome compare, insieme a quello di Alessio di Gradisca, nella stima redatta il 4 settembre 1614 in occasione della vendita dell’immobile a Riccardo di Strassoldo. La morte di Zengraf e sopravvenute difficoltà economiche avevano infatti costretto il suo erede, il figlio Raffaele, a vendere la proprietà, già all’epoca denominata Grafenberg, al nobile di Strassoldo. Furono gli Strassoldo a modificare significativamente l’aspetto del palazzo, impostandone la ristrutturazione secondo le tipologie della casa dominicale. Anzitutto, verso il 1640, poco distante dal corpo principale, fu eretta la cappella a unica navata dedicata a sant’Anna, collegata al palazzo mediante un doppio loggiato. Tra il XVII e il XVIII secolo furono costruiti l’edificio delle scuderie (oggi trasformato, dopo il restauro, in Sala convegni, Sala esposizioni e depositi) posto ai limiti della proprietà, due manufatti ad uso agricolo e di abitazione per i coloni e la cancellaria adiacente alla cappella in cui hanno oggi sede gli uffici della Fondazione.

All’inizio del XIX secolo i danni derivati dalle campagne napoleoniche, unitamente a una serie di problemi i familiari, posero gli Strassoldo in una difficile situazione economica che determinò la perdita del palazzo. Il 7 ottobre 1820 tutte le proprietà immobiliari e tutti i diritti giurisdizionali legati al nome Grafenberg furono messi all’incanto e acquistati dal conte Michele Coronini Cronberg (1793-1876), il quale, a partire dal 1833, sottopose l’edificio a massicci interventi di ristrutturazione. Al fine di ampliare gli spazi fu costruita, in aderenza a uno degli avancorpi, un’ala di circa venti metri: i primi due livelli furono destinati alla residenza mentre il terzo fu in gran parte occupato dalla ricca biblioteca di famiglia.

I lavori erano da poco terminati quanto, nell’ottobre del 1836, l’ultimo re di Francia, Carlo X di Borbone, all’epoca in esilio in una cittadina nei pressi di Praga, decise di trasferirsi con la sua corte a Gorizia, prendendo residenza proprio a Palazzo Coronini, mentre parte del suo seguito si stabiliva nel palazzo Strassoldo in Piazza Sant’Antonio (oggi Grand Hotel Entourage).

Il soggiorno del sovrano fu breve e sfortunato perché circa un mese dopo il suo arrivo Carlo X contrasse il colera e morì. La sua salma fu seppellita nel convento francescano della Castagnavizza, a pochi chilometri da Gorizia, oggi in Slovenia.

All’inizio del Novecento la gestione dei beni passò progressivamente dalle mani del conte Alfredo (1846-1920), nipote di Michele, al figlio Carlo (1870-1944) che dovette assumersi, dopo il 1918, tutto l’onere della ricostruzione delle proprietà pesantemente danneggiate durante gli eventi bellici del primo conflitto mondiale. Nel 1915, per sfuggire alle devastazioni, Carlo Coronini con la moglie Olga Westphalen von Fürstenberg (1868-1958) ed i loro tre figli Nicoletta (1896-1984), Francesco Giuseppe (1899-1964) e Guglielmo (1905-1990), avevano trovato riparo nel castello di Wöllan (oggi Velenje, in Slovenia) di proprietà dei parenti Adamovich; suo padre Alfredo e sua madre Carolina Ritter de Zàhony (1850-1928), invece, erano fuggiti a Salisburgo. Al termine del conflitto il palazzo risultava colpito ripetutamente da proiettili d’artiglieria. I lavori di recupero presero il via subito dopo la fine della guerra e interessarono dapprima il complesso principale e poi le altre strutture, tanto che i lavori di ricostruzione del palazzo, della cappella e della loggia, iniziati il 27 maggio 1919, si conclusero negli ultimi mesi del 1923. In questo periodo fu sancita anche la valenza storica del palazzo, sottoposto il 6 novembre 1922 a vincolo diretto di tutela dell’allora Ministero della Pubblica Istruzione.

Negli anni tra le due guerre il palazzo fu dato in affitto, divenendo sede di un comando dell’esercito italiano, al quale, dopo l’8 settembre 1943, subentrarono le truppe tedesche che avevano occupato Gorizia. Risalgono a questo periodo alcuni importati interventi nel parco: la costruzione della piscina sul retro del palazzo e la collocazione all’ingresso del parco di un portale in pietra proveniente dalla distrutta villa Attems di Piedimonte. Divenuto in seguito sede di un comando partigiano jugoslavo e poi delle truppe alleate, solo all’inizio degli anni Cinquanta il palazzo fu restituito ai Coronini che vi si stabilirono definitivamente. Fu a partire da questo momento che il conte Guglielmo, con il sostegno della sorella Nicoletta, iniziò a progettare per la residenza di famiglia una destinazione museale, che prese forma, come era nelle sue volontà, dopo la sua morte, avvenuta a Vienna il 13 settembre 1990.