Iniciada em 1902 com projecto do arquitecto Raúl Lino, a Casa de Santa Maria foi mandada construir por Jorge O'Neill para a sua filha D. Teresa. Situada na ponta de Santa Marta, junto ao Farol, e fronteira à Marina de Cascais, é tida como uma das mais importantes peças do património artístico de Cascais da época de 1900.
Em 1918, a moradia inicial foi alvo de uma importante ampliação, depois de adquirida por José Lino, irmão de Raúl Lino, que voltou a recorrer ao irmão para continuar a obra. É dessa data a instalação de um painel de azulejos do fim do século XVII, adquirido a uma antiga capela da Quinta da Ramada, em Frielas.
Propriedade da família Espírito Santo, o Palácio O'Neill acolheu durante a II Guerra Mundial vários exilados políticos de relevo, entre eles a Grã-Duquesa Carlota do Luxemburgo, que ali ficou a 25 de Junho de 1940, enquanto aguardava passagem para os EUA. Os Condes de Barcelona e o Rei Umberto de Itália eram outras visitas habituais.
Adquirida no início de 2004 pela Câmara Municipal de Cascais, é já um novo pólo cultural com ênfase particular no trabalho de Raúl Lino e na arquitectura de veraneio que marcou o desenho da costa de Cascais.