El nombre de Casa Peña viene de su primer propietario, Francisco Peña, que encargó la construcción sin llegar a disfrutarla nunca, ya que falleció antes de que estuviese terminada. La Casa Peña se construyó entre 1610 y 1612 pero ya antes Francisco Peña había podido comprobar el buen hacer del arquitecto en la reforma de la iglesia parroquial de Villarroya que él mismo había encargado y dirigido unos años antes. Por eso, para la construcción de su casa, pensó otra vez en el mismo arquitecto que había realizado el altar y crucero de la iglesia, Joan Vélez Palacios.
El palacio es de planta cuadrada distribuida simétricamente, con tres alturas y cubierto a cuatro aguas. Tiene dos fachadas: la fachada sur, que está situada tras un jardín, presenta una gran portada, un frontón partido y escudo. Sobre ella se abre una ventana encuadrada en sillares almohadillados y coronada por frontón. La fachada norte es muy similar. Ambas portadas dan acceso a un amplio zaguán con una escalera lateral que conecta con un estrecho balcón que ocupa todo el piso superior. El suelo está decorado con guijarros. En la parte norte existe un gran salón de techos altos que ocupa todo el primer piso de ese lado. Las diferentes estancias se comunican a su vez por un ramo de escaleras interior.
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