Formatosi con il padre a Vicenza, si stabilì a Venezia nel 1572 dove studiò approfonditamente il testo di Vitruvio nell’edizione di Daniele Barbaro e Palladio, e fu più volte a Roma. Si formò così un linguaggio architettonico personale, spesso eclettico e sperimentale basato su principi scientifici che delineò nel trattato Dell’idea dell’architettura universale, pubblicato nel 1615. Tra le sue prime realizzazioni la Villa Pisani detta La Rocca  a Lonigo (Vicenza),  considerata uno dei suoi capolavori. A Venezia proseguì il riallestimento di Piazza San Marco, progettando le Procuratie Nuove (1582-85), e realizzò la nuova costruzione della chiesa di San Nicola dei Tolentini. Concluse poi alcune delle opere iniziate da Palladio, come il Teatro Olimpico di Vicenza. Con il nuovo secolo viaggiò molto per l’Europa prima di tornare a Venezia e realizzare numerose opere per l’entroterra, da Castelfranco a Bergamo.