Il nucleo centrale della Villa fu realizzato tra il 1713 ed il 1715 per Aymo Ferrero di Cocconato (1663-1719), Consigliere e Tesoriere Generale di Sua Maestà Vittorio Amedeo II.

Come è riportato in un’iscrizione dipinta entro un cartiglio sulla parete sud del Salone, al primo piano della Villa, il progetto fu affidato a Jacopo (o Giacomo) Maggi (Cremona 1658-1739), attivo principalmente a Cremona, ma noto per aver lavorato anche a Torino come scenografo, costumista e impresario del Regio Teatro tra il 1690 e il 1702.

La Villa Tesoriera rispetta fedelmente le linee strutturali dei più noti palazzi barocchi torinesi, ispirandosi ai modelli guariniani, con i quali Maggi entrò certamente in contatto nel suo soggiorno torinese.

La realizzazione dei dipinti murali e soprattutto quelli del salone, sulla base di numerosi raffronti stilistici, è stata attribuita all’attività di Giovanni Battista Pozzo.

L'inaugurazione della Villa avvenne nel 1715 alla presenza del Re Vittorio Amedeo II e della corte.

Alla morte di Aymo Ferrero, avvenuta nel 1723, la vedova Clara Teresa Gay dovette vendere l’intera proprietà a Roberto Ghiron Asinari di S. Marzano, primo scudiero di Madama Reale Maria Giovanna Battista di Savoia-Nemours e marito della prima dama d’onore della Regina.

La Villa fu ceduta, quindi, al facoltoso avvocato Casinari Donaudi entro il 1772, data della prima notizia riferita alla proprietà dell’avvocato.

Negli anni di governo francese la Tesoriera venne ridotta ad alloggiamento per le truppe, sino a che, nel 1806, l’avvocato Leovigildo Massa l’acquistò per rivenderla, nel 1812, al cittadino Francesco Bernardino Bono.

In seguito, divenne proprietario della Villa, nel 1825, Agostino Fontana, iscritto negli elenchi dei sensali giurati ed agenti di cambio della città di Torino.

Nel 1869 la proprietà passò al marchese Ferdinando Arborio Gattinara di Breme, duca di Sartirana dal 1867, Senatore del Regno e direttore generale dell’Accademia Albertina. Raffinato bibliofilo e importante collezionista di arti decorative, promosse sostanziali trasformazioni al parco, creando un giardino alla francese e uno all'olandese. Anche la Villa fu oggetto di nuovi interventi, quali l’edificazione di una nuova ala a levante e della cappella, di cui però sono ancora sconosciuti i progettisti e gli esecutori. La Tesoriera divenne importante centro culturale, sede di preziose collezioni e di una biblioteca di oltre 1500 volumi di storia naturale e botanica.

Alla morte di Ferdinando Sartirana di Breme, avvenuta nel 1869, la proprietà, ormai denominata “Villa Sartirana”, passò al figlio marchese Alfonso.

Successivamente, nel 1904, la proprietà passò alle figlie principessa Maria Ernestina, vedova del principe Ernesto Ratibon di Corvey e di Hohenlohe, e contessa Margherita, con riserva dell'usufrutto alla moglie, la duchessa Teresa figlia del marchese Paolo Rescalli.

Nel 1934 la Tesoriera fu ereditata dal Principe Amedeo Umberto di Savoia Duca d’Aosta, il quale commissionò subito importanti lavori di adeguamento e restauro, affidando il progetto all’architetto Giovanni Ricci. Tra gli interventi più significativi il ripensamento della parte di levante della Villa e la costruzione di un’ala simmetrica, a ponente, nella quale fu realizzato un nuovo scalone d’onore e una nuova biblioteca. Da questo momento, la Villa venne destinata unicamente a luogo di rappresentanza. Nel 1937, a lavori avviati ma non terminati, Amedeo Umberto lasciò l’Italia per l’Africa Orientale, dove morì in prigionia nel 1941, anno in cui probabilmente si conclusero i lavori alla Tesoriera.

Tra il 1943 e il 1944 il parco e la Villa furono occupati dalle truppe tedesche e, presumibilmente, fu in quell’occasione che scomparvero la ricca biblioteca e gran parte degli arredi del marchese di Breme. I bombardamenti interessarono in modo lieve la villa e anche l'edificio coevo (ma ampliato nel 1935) di 2, 1 piani fuori terra all'angolo tra corso Francia e via Borgosesia, costituito da un appartamento di 21 stanze. Quest'ultimo fabbricato rimase abbandonato per alcuni anni, poi occupato per qualche tempo da un gruppo di anarchici nell'ultimo decennio del Novecento e quindi ristrutturato e adibito a uffici della Circoscrizione 4.

Nel 1962, l’amministrazione della casa dei duchi d’Aosta vendette la tenuta all’Istituto Sociale dei Padri Gesuiti, i quali la destinarono a sede scolastica e circolo privato. Il parco e la Villa furono però acquistati dal Comune di Torino nel 1971 e destinati a uso pubblico. Le sale decorate furono oggetto di interventi di restauro condotti nel 1979 dal Laboratorio Nicola di Aramengo. Nel 1978 vennero avviati i lavori per la realizzazione della nuova sede della biblioteca civica musicale “Andrea della Corte”, inaugurata nel 1981. Prima e unica biblioteca civica in Italia specializzata in musica, fu aperta nel 1946 in via Rossini 8 e vanta oltre 77.000 volumi tra libri, periodici italiani e stranieri, documenti audiovisivi e libretti d’opera.

L’esigenza di salvaguardare e riqualificare la Villa in quanto bene storico-artistico, e la necessità di rivedere la funzionalità e l’organizzazione complessiva degli spazi interni, valorizzando l’attività pubblica della biblioteca, hanno suggerito un progetto di recupero approvato nel luglio 2007.

Il cantiere fu avviato nel mese di maggio 2009 a cura del Settore Edifici per la Cultura della Città di Torino, in collaborazione con il Settore Arti Musicali, con Iride Servizi S.p.A. e con il supporto ed il controllo della Soprintendenza per il Patrimonio Storico, Artistico ed Etnoantropologico del Piemonte e della Soprintendenza per i Beni Architettonici e Paesaggistici per le Province di Torino, Asti, Cuneo, Biella e Vercelli. La Fondazione Centro Conservazione e Restauro “La Venaria Reale” ha seguito le indagini diagnostiche preliminari e ha, inoltre, collaborato al restauro e alla conservazione degli apparati decorativi interni.

Il 21 giugno 2012, gli spazi recuperati della Biblioteca Musicale “Andrea Della Corte”, sono stati inaugurati e riaperti al pubblico.