Την ιδέα να οχυρωθεί το Παλαμήδι την είχαν κατά σειρά ο Morosini, o Corner και ο Grimani. Τα σχέδια έγιναν τελικά από τον Grimani, αλλά το έργο ολοκληρώθηκε λίγο αργότερα από τον Agostino Sagredo. Όλο το συγκρότημα αποτελείται από οκτώ προμαχώνες που συνδέονται με τείχη και επικοινωνούν μεταξύ τους. Το φρούριο συγκοινωνούσε με την πόλη από δύο δρόμους, ο ένας ήταν θολωτός καλυμμένος με αψιδωτή οροφή και αντικαταστάθηκε αργότερα από μια κλιμακωτή άνοδο με 857 σκαλοπάτια.

Τα οχυρωματικά έργα του Παλαμηδιού τελείωσαν μέσα σε τρία χρόνια (1711-1714). Ήταν το τελευταίο σημαντικό επίτευγμα στη μακρόχρονη ιστορία της Ενετοκρατίας. Ένα χρόνο μετά, το 1715 οι Τούρκοι με 100.000 στρατό μπήκαν στην Πελοπόννησο και κατέλαβαν το Παλαμήδι και την Ακροναυπλία.
Το Παλαμήδι χρησιμοποιήθηκε κατά καιρούς σαν φυλακή βαρυποινιτών καταδίκων. Εκεί είχε φυλακισθεί και ο Θεόδωρος Κολοκοτρώνης.