La villa deve il proprio nome al cardinale Marco Gallio,[2][3] che nel 1615 (o 1619[4]) la fece costruire[5] abbattendo la villa-museo dell'umanista Paolo Giovio,[3][6][7] la quale era stata a sua volta edificata negli anni 1537-1543. La decorazione ad affresco del salone centrale di Villa Gallia fu affidata a Isidoro Bianchi, forse in collaborazione con i pittori della famiglia Recchi.[8]
Nel 1772 la villa passò nelle mani della famiglia Fossani.[6]
Nel 1859 la villa divenne proprietà della famiglia Bellotti.[6]
Alla fine dell'Ottocento la villa fu oggetto di ulteriori modifiche, apportate dall'ingegner Robecchi. Queste elaborazioni comportarono la realizzazione dell'attico, di alcuni balconi e di una decorazione a bugnato[6].
Nel 1901 si iniziarono i lavori di realizzazione di un giardino formale e della cancellata. Quest'ultima, commissionata da Giulia Morbio, fu costruita da Mazzuccotelli sulla base di un progetto di Lodovico Pogliaghi[6].
Durante il Novecento, la parte di giardino a monte della villa fu destinata alla costruzione di una scuola. I lavori non interessarono tuttavia l'antico ninfeo, databile al Seicento, ancora oggi visibile nel cortile dello stesso istituto scolastico[9][10].[8]
L'ultima ristrutturazione avvenne a cavallo tra la fine degli anni 1950[8] e il decennio successivo, su delibera della Giunta Comunale di Como, per accogliere gli uffici dell'Amministrazione provinciale,[8] già proprietaria dell'attigua Villa Saporiti.
Luigi Mario Belloni, Renato Besana e Oleg Zastrow, Castelli basiliche e ville - Tesori architettonici lariani nel tempo, a cura di Alberto Longatti, Como - Lecco, La Provincia S.p.A. Editoriale, 1991.
Touring Club Italiano (a cura di), Guida d'Italia - Lombardia (esclusa Milano), Milano, Touring Editore, 1999, ISBN88-365-1325-5.