En este palacio, en el transcurso de la Edad Media, vivieron varias familias de la nobleza catalana, entre las que destaca el linaje de la familia Queralt. Actualmente es sede provisional del Disseny Hub Barcelona (hoy ubicado en el Distrito San Martín. .

El Palau Llió consta de una planta baja y dos pisos resultado de la fusión de dos fincas contiguas entre la Calle de Montcada y Barra de Ferro. El edificio central data del siglo XIII.

Arquitectónicamente se organiza desde el patio central, tal como se hacía habitualmente en los palacios de la época. El edificio anexo, adquirido con posterioridad, se encuentra otro patio de dimensión menor. El palacio está compuesto de tres fachadas, en el extremo sur (fachada de la Calle de Montcada) se erige una torre de planta rectangular que sobresale del resto del edificio. Elemento característico de los edificios civiles de la época medieval. El tejado no es homogéneo y representa diferentes tipologías.

Fue sede durante largo tiempo del Ateneo Catalán Obrero, asociación fundada en 1861 por un grupo de liberales progresistas que tenían del propósito de difundir la cultura entre la clase obrera.