Costruito dalla comunità della Regola di Lizzana, il Palazzo fu acquistato dalla famiglia Betta e completato solamente nel 1730.
Caratterizza il piano nobile rappresentativo di Palazzo Betta-Grillo la raffinatezza e il lusso diffusosi nelle abitazioni patrizie di Rovereto nel Settecento. A testimoniare l'amore per l'arte e l'elevato livello culturale della committenza sono i diversi cicli pittorici.
Tra le opere più importanti si ricordano sette tele di grande formato raffiguranti episodi della vità di Mosè, opere di Gasparantonio Baroni Cavalcabò (XVIII sec.) e del cugino Giovanni.
Di grande interesse, il salone del piano nobile costituisce un unicum nell’architettura della Vallagarina tra il XVIII e il XIX secolo: caratterizzato da una cupola ellittica a lacunari (dipinta sul soffitto con effetto illusionistico) e da due diaframmi che suddividono lo spazio in tre ambiti distinti. Alle pareti si possono ammirate le scene tratte dall’Orlando Furioso, opere del settecentesco Giovanni di Dio Galvagni, artista originario di Isera.
Sopravvissuto quasi miracolosamente ai due conflitti mondiali, Palazzo Betta-Grillo è anche la casa natale di Lionello Fiumi (1894-1973) poeta, critico, saggista e narratore di caratura internazionale.
Il giardino storico conserva intatto l’assetto di fine Ottocento e offre un ampio campionario delle specie botaniche ornamentali diffuse in quell’epoca.
Nel 1899 proprietà dalla famiglia Grillo fu donato dalla professoressa Maria Angelica Grillo alla città di Rovereto nel 2017.