La prima fase, condotta probabilmente da Ferdinando Tacca, durò una decina di anni e comprese alcuni adattamenti nel corpo centrale dell’edificio.

In un secondo momento, fra il 1670 e il 1685 la direzione dei lavori passò all’architetto Pier Maria Baldi, che nel 1673 fu eletto architetto primario del granduca Ferdinando II. Il Baldi progettò rilevanti ampliamenti del palazzo quattrocentesco e della facciata in direzione nord, realizzati a seguito dell’acquisto di alcuni edifici adiacenti.
Per l’ambizioso progetto fu forse interpellato, almeno per un parere, anche un celebre artista come Gian Lorenzo Bernini, uno dei maggiori architetti e scultori della corte pontificia, a Firenze nel 1665 ospite proprio dei Riccardi.
Nel 1675 moriva Gabbriello Riccardi. Il nipote Francesco proseguì l’opera di ristrutturazione e adeguamento del palazzo puntando però con decisione verso un gusto fastoso e scenografico. In linea con tali inclinazioni era l’incarico offerto al napoletano Luca Giordano, il massimo pittore barocco del momento, che nella dimora dei Riccardi affrescò la volta della galleria e quella della biblioteca (1682-1685).