Две величайшие возможности для Лонгены в области строительства дворцов появились так поздно, что ни один из них не был завершен при его жизни. Ка-Пезаро был начат около 1652 г. и закончен после его смерти архитектором с относительно ограниченным мастерством – Антонио Гаспари. На этом этапе венецианской истории лишь немногие знатные семьи располагали средствами, необходимыми для строительства новых грандиозных дворцов: действительно, финансовые взлеты и падения семьи Пезаро в определенной степени стали причиной длительной задержки в завершении строительства. Богатым патрицием, заказавшим новый дворец, был Джованни Пезаро, который, очевидно, хотел, чтобы он символизировал выдающееся положение его семьи; он сам был избран дожем в 1658 г., хотя и умер уже в следующем году. Семья Пезаро уже давно была важным меценатом и по-прежнему проявляла амбициозность и авантюризм в своей меценатской деятельности.
Планирование нового дворца было осложнено тем, что в целях экономии пришлось повторно использовать фундаменты трех старых зданий на этом участке. Подготовительный чертеж Лонгены для Ка-Пезаро хранится в музее Коррер в Венеции. На нем видно, что первоначальный план состоял всего из двух этажей, хотя для придания большего эффекта третий этаж подразумевался с помощью стены-экрана в верхней части фасада, скрывающей шатровую крышу.
Наиболее интересной особенностью этого раннего проекта была грандиозная центральная лестница в конце андроне, выходящая во внутренний двор с задней стороны. В действительности, менее заметная лестница была встроена в одно из боковых крыльев, поскольку венецианцы традиционно проявляли большое нежелание разбазаривать ограниченное пространство своих дворцов грандиозными лестницами. Существующий андроне Ка-Пезаро тянется прямо во двор. Окончательный план здания соответствовал традиционному венецианскому расположению комнат, которое практически не изменилось с готического периода, за исключением введения крытой лестницы в XVI в. В готовом виде дворец оказался гораздо больше, чем предполагалось изначально. В начале XVIII в. был надстроен второй жилой этаж, а также он был расширен за счет задней части внутреннего двора.
Фасад Лонгены был более новаторским, чем его план, хотя и здесь он отдал дань местным венецианским прототипам. Основным источником вдохновения служил дворец Сансовино в Сан-Маурицио, но декор фасада Лонгены, с его огромными замковыми камнями в виде голов, масками животных и причудливыми балюстрадами, имеет еще более богатую фактуру. Контрасты света и тени усиливаются за счет отдельно стоящих колонн на бельэтаже и выдающегося руста с алмазной огранкой на водном этаже. Этот элемент не использовался в Венеции с тех пор, как он был введен в Ка-дель-Дука в середине XV в. и повторен на Рио со стороны Палаццо Дукале. Интерес Лонгены к необычным текстурам распространяется и на интерьер. В андроне смелые каннелированные колонны и опоры обрамлены гладкими полосами руста, что меняет типичную игру грубого и гладкого в рустованных ордерах XVI в.
Ка-Пезаро был самым своеобразным и запоминающимся дворцовым проектом Лонгены, который, несомненно, привлек внимание к знатности семьи Пезаро. Тем не менее, кажется, что Лонгена чувствовал, что использование драматического кьяроскуро и новых форм и текстур не может идти еще дальше. Его последний большой проект дворца, заказанный в 1667 г. Филиппо Боном, является значительно более сдержанным и, возможно, в долгосрочной перспективе более визуально удовлетворительным. Этот дворец, который теперь называется Ка-Реццонико по имени семьи, которая приобрела его в 1712 г., также оставался незавершенным после смерти Лонгены в 1682 г. На тот момент пригодными для использования были только первый бельэтаж и боковое крыло вдоль Рио-ди-Сан-Барнаба. Здание было завершено в XVIII в. Джорджо Массари, архитектором гораздо более высокого уровня, чем Гаспари. Стиль Массари был более легким и менее ярким, чем у Лонгены, но в Ка-Реццонико его работа настолько идеально сочетается с работой его предшественника, что трудно выделить их индивидуальный вклад.
Ка-Пезаро, арх. Лонгена, начат около 1652 г.; завершен Антонио Гаспари
План первого этажа Ка-Реццонико, как и Ка-Пезаро, выполнен в традиционном венецианском стиле, с длинным андроне, фланкированным небольшими комнатами, ведущими во внутренний двор. Наиболее новаторские черты были внесены Массари, добавившим второй андроне, перпендикулярный первому, в дальнем конце двора, и большую парадную лестницу за ним. Над задним андроне Массари построил огромный бальный зал, украшенный фресками и огромными стеклянными люстрами. Уже в XVI в. венецианцы начали устраивать большие пиры и вечеринки в своих андроне на первом этаже.