Situato nella piccola Piazza del Duomo e protetto un tempo dal giro delle mura castellane che da Castelvecchio arrivavano ad abbracciare l'abside della chiesa di S. Nicolò, questo imponente palazzo si differenzia sensibilmente nel linguaggio architettonico dai restanti edifici di Sacile. La sua "mole compatta e solenne, quasi marziale", come la definì lo studioso Fabio Metz, fa di Palazzo Carli uno dei più originali edifici della nostra città. Lo stile veneziano qui si mescola ad elementi tipici dell'ambiente provinciale (trevigiano e cenedese), in aperto contrasto con l'elegante tono signorile dei palazzi di Piazza del Popolo e Campo Marzio. La stessa sobrietà d'immagine si ritrova negli interni e nella linearità delle facciate laterali e posteriore. La parete frontale, abbellita da piccole terrazze e poggioli, appare invece meno austera. Secondo una leggenda di origine popolare nel palazzo dimorò Caterina Cornaro, già regina di Cipro, trasferitasi ad Asolo dal 1489. La sua costruzione risale con ogni probabilità al 1543, anno in cui il nobile veneziano Bernardo Carli lo fece edificare sulle rovine del vecchio castello di Sant' Odorico, che aveva giurisdizione sull'omonimo feudo. Questo feudo, che corrispondeva all'attuale territorio della Parrocchia di Sant' Odorico, era stato assegnato nel 1262 dal Patriarca di Aquileia ai nobili Pelizza, signori di Sacile, ed era successivamente stato ceduto ai conti di Porcia. La proprietà del feudo era passata, intorno alla metà del 1500, alla famiglia dei Ragazzoni, nominati dalla Serenissima Conti di Sant' Odorico, quindi ai nobili veneziani Flangini (dal 1640 circa). I Biglia della Garfagnana, succeduti ai Flangini nel 1870, avevano poi venduto parte delle terre ai fratelli Balliana da Serravalle. Quando, nel 1866, il Veneto fu annesso al Regno d'Italia, le città di Sacile e Padova furono scelte come sedi di scuole magistrali maschili. Palazzo Carli ospitò la scuola sacilese, intitolata al celebre Pujati. Dopo successivi trasferimenti, il palazzo e le proprietà attigue pervennero al nobile veneziano Carlo Brandolini d'Adda, che li cedette nel 1914 alla rappresentanza giuridica della Congregazione Suore di Carità delle Beate Capitanio e Gerosa. Durante il primo conflitto mondiale venne adibito a ospedale militare e, dopo la guerra, ritornò alle suore che ne fecero la sede di un pensionato femminile. Fra le due guerre furono annessi al palazzo un nuovo edificio scolastico a tre piani, un fabbricato rurale ed un' ulteriore costruzione a due piani immediatamente adiacente allo stesso. Di notevole pregio risultano le decorazioni pittoriche sulle pareti interne, in passato attribuite erroneamente al Pordenone. Sicuramente assegnabili alla mano di un artista cinquecentesco, questi affreschi di soggetto mitologico furono successivamente arricchiti, forse nel Settecento, da tempere raffiguranti il Petrarca, Madonna Laura e Dante Alighieri (o, secondo altri, il re Attila). Se i ritratti furono venduti ad acquirenti forestieri, delle decorazioni murarie oggi non rimangono che labili tracce, a testimonianza dell'antico splendore.