Una delle più importanti creazioni del Palladio, stavolta non un'opera architettonica bensì letteraria, è "I Quattro Libri dell'Architettura" (Venezia, 1570), l'autorevole testamento architettonico del Palladio, nel quale egli espone le sue formule per gli ordini, per le misure delle stanze, per la progettazione delle scale e per il disegno dei dettagli. Nel Quarto Libro egli pubblicò le ricostruzioni dei templi romani che aveva studiato più attentamente, e nel Secondo e nel Terzo libro offrì (cosa che nessun architetto aveva fatto prima) una sorta di retrospettiva dei suoi disegni per palazzi, ville, edifici pubblici e ponti.

Concisi e chiari nel linguaggio, efficaci nel comunicare informazioni complesse con tavole e testi, i Quattro Libri rappresentano la più preziosa pubblicazione illustrata di architettura che si sia avuta fino a quel momento. Ci si può rendere conto dell'intelligenza e della chiarezza dell' interfaccia che Palladio offre ai suoi lettori se lo si confronta con i libri di architettura di Serlio che iniziarono ad apparire dal 1537. Mentre Serlio non riporta le misure nelle tavole, ma le include all'interno del testo, Palladio lo libera da questo appesantimento, e colloca le proporzioni direttamente nelle piante e negli alzati.

A differenza di Serlio, egli presenta gli edifici e i loro dettagli in uno stile uniforme, rielabora i disegni che aveva tratto da altri architetti, e riporta tutte le dimensioni in una scala metrica comune: il piede vicentino (lungo 0,357 mm). L'architettura palladiana, con la sua base razionale, seppe trarre dalla capacità comunicativa del libro una nuova linfa, che portò all'immensa influenza del Palladio sullo sviluppo dell'architettura del Nord Europa, e più tardi in Nord America.

Palladio tuttavia non rivelì tutti i suoi segreti nei "Quattro libri". Egli non ha detto con esattezza, ad esempio, come e quando forzare le sue stesse regole e neanche come usare un disegno per generare idee e disegni nuovi partendo da un singolo schema iniziale, o perchè sia importante fare sempre degli schemi alternativi. Non ha spiegato come disegnare un dettaglio in modo che questo potesse essere perfetto non per un edificio qualsiasi, ma per uno in particolare, come le finestre di Villa La Rotonda lo sono per la Rotonda.

Scrivendo i "Quattro Libri" si proponeva certo di educare, migliorare il livello generale del disegno architettonico. Ma come tutti i bravi insegnanti e maestri, egli forse sapeva che è meglio lasciare ai discepoli qualcosa che possano scoprire da soli. E il tempo gli ha dato ragione, come testimoniano le opere dei suoi allievi famosi, alcuni dei quali ebbero l'onore di completare le opere solo iniziate dal Maestro dopo la sua morte, avvenuta nel 1580.