Nel luogo dove oggi sorge Villa Reale, in epoca altomedioevale, era presente un palazzo dei Duchi di Tuscia. Quando la proprietà passò ai nobili Buonvisi, famiglia lucchese di mercanti e banchieri, l’antico fortilizio era già stato trasformato in un palazzo signorile a due piani. L’imponente edificio, con piano terreno adibito ai servizi, era caratterizzato da un portico e circondato da giardini e fontane.
Lelio e Oliviero Orsetti acquistarono la proprietà Buonvisi nel 1651. La critica ipotizza che gli Orsetti abbiano distrutto sino alle fondamenta l’antico palazzo, innalzando la nuova Villa, più volte ampliata. Il grande progetto di trasformazione si concluse con la realizzazione di un edificio in stile tardorinascimentale che dominava il grande spiazzo a prato. La Villa Orsetti, di forma compatta a pianta rettangolare, era marcata dal bugnato sugli spigoli, mentre la facciata a valle era caratterizzata da un balcone sopra il portale d’ingresso.
Durante il periodo Napoleonico Elisa Bonaparte Baciocchi, sorella di Napoleone e principessa di Lucca, acquistò la proprietà nel 1806. Da questo momento in poi la Villa prenderà il nome di Reale, dal titolo di Elisa regina dell’Etruria. Quando la principessa ne iniziò la trasformazione, gli architetti Pierre-Théodore Bienaimé e successivamente Giuseppe Marchelli rispettarono la cubatura dell’edificio, ma cambiarono volto alla dimora: scomparvero le linee settecentesche del palazzo Orsetti, di cui fu rialzato il piano sottotetto e costruito ex novo un livello di servizio mansardato, per ottenere tre piani di eguale altezza, divisi da doppie cornici. All’esterno, sulla facciata nord, venne appoggiato un portico e costruita una terrazza all’italiana. Al piano terreno le finestre del palazzo furono sostituite con porte quasi a simulare un loggiato continuo in luogo delle finestre dell’antica Villa Orsetti.