1593 m. spalio 7 d. Venecijos Respublikos vadovai įkūrė Palmanovos miestą. Miesto įkūrimo data buvo parinkta paminint krikščionių pergalę 1571 m. Lepanto mūšyje prieš Osmanų imperiją. Taip pat tą dieną minima Šv. Justinos diena, tad ši šventoji paskirta miesto globėja. Miestas tapo devyniakampe tvirtove, kurią projektavo Vincenzo Scamozzi. Centrinio apskritimo, kurio skersmuo siekia 7 km, statybos truko 30 metų.

Antroji statybų dalis truko nuo 1658 iki 1690 m., o viršutinė dalis pastatyta tarp 1806 ir 1813 m. Napoleono karų metu. Galutinę tvirtovę sudarė 9 ravelinai, 9 bastionai, 9 liunetės ir 18 kavalerijų.

1815 m. miestas priklausė Austrijos imperijai, o 1866 m. kartu su Venetu ir Friuliu buvo prijungtas prie Italijos. Iki 1918 m. miestas buvo labiausiai į šiaurės rytus nutolęs Italijos miestas, o I pasaulinio karo metu čia buvo karinė zona ir veikė karališkosios kariuomenės ligoninė. 1960 m. Palmanovai buvo suteiktas nacionalinio paminklo statusas.