Villa Montecatini si inserisce nella fascia pedemontana della valle del Lucese, caratterizzata dai rilievi montuosi e dai poggi del monte Prana che si dispongono a raggiera attorno alla sottostante valle di Camaiore. La valle era già abitata in epoca romana e successivamente si è sviluppata in conseguenza dei traffici prodotti dalla Via Francigena. La via francigena è la strada più importante dell’italia medievale perchè faceva da collegamento tra i punti della grande spiritualità cristiana: Canterbury, Compostela, Roma e Gerusalemme. Per i luoghi attraversati dal suo tracciato, il fenomeno del pellegrinaggio riveste un'importanza socio-economica che va oltre il semplice aspetto religioso, infatti lungo il suo percorso si svilupparono borghi, chiese, pievi e cattedrali che rappresentavano luoghi di incontro e scambio culturale e commerciale.
Il paese di Nocchi nasce nell' 818 con la costruzione della chiesa di S.Pietro in Noccles dove proprio all'interno del frantoio adiacente la villa esiste una vasca in marmo con faccia di elfo databile intorno all'anno 1200 che si suppone fosse la base di una fontana posta al centro dell'abitato dell'epoca. La villa Montecatini è stata edificata nel XIV secolo, nelle carte mansi del 1400 esiste già la planimetria esterna come si può vedere oggi.

Dalla costruzione (1300- 1400) di proprietà della famiglia Malpigli di Lucca, diventa di proprietà della famiglia Montecatini quando ai primi del secolo XVIII, esauritasi la discendenza genealogica di questa casata, i marchesi di Montecatini antica famiglia nobiliare lucchese, essendo eredi testamentari dell'ultimo Malpigli, acquisirono come eredità la villa di Nocchi.
Agli inizi del XIX secolo la villa era ancora di proprietà della famiglia Montecatini e precisamente di Giovanni Lorenzo di Nicolao Montecatini; quest'ultimo per essere sopraffatto di numerosi debiti venne espropriato della villa con decreto ducale del 1818. In quegli anni assume sempre maggiore importanza nel ducato di Lucca un'altra famiglia nobiliare locale: i Graziani. Sembra che nel 1800 un Graziani fosse segretario generale del governo del regno di Toscana.
La carta topografica del catasto ottocentesco datata 1867 indica " Villa Montecetini oggi Graziani", passaggio di proprietà avvenne tra il 1818 ed il 1867. La perizia in primo luogo registra a Giacomo di Luigi Graziani il possesso della villa. Nel 1869 come da catastale la villa apparteneva a Graziani Giacomo. Nel XIX secolo la zona della valle di Camaiore era molto ambita dalle famiglie nobiliari per il clima favorevole e per la possibilità di sviluppare aziende agricole, in quel periodo le propaggini di camaiore in particolare Nocchi e la pieve appartenevano ai Graziani che vi avevano impiantato solide aziende agricole. Nel 1800 tutte le ville di Nocchi appartenevano alla famiglia Graziani che molto numerosa ha poi negli anni separato le proprietà tra i vari rami.

La villa Montecatini in particolare è stata oggetto di numerosi passaggi di proprietà anche esterni alla famiglia, infatti la ritroviamo nel 1922 di proprietà della società Bertolli di Lucca. Graziani cesare e Silvio acquistano nel 1929 la villa dalla società Bertolli di Lucca. Soltanto a Cesare Graziani è segnata la planimetria del 1940 del nuovo catasto edilizio urbano. Durante l'ultima guerra mondiale la proprietà fu confiscata alla famiglia che dovette subire lo sfollamento altrove divenendo sede del comando nazista che si rese poi artefice dell'eccidio di S.Anna di Stazzema.
Tornata poi nelle mani della famiglia Graziani nel dopo guerra fu Silvio Graziani a risiedere nella villa adibita a casa padronale di una importante azienda agricola che si estendeve su gran parte del territorio del comune di camaiore. Nel 1959 eredita la proprietà Giuliana Graziani, utima discendente di questo ramo della famiglia, la quale sposato nel 1961 Benito Bartolomei trasferisce a Nocchi la residenza della famiglia e trasforma la villa come si può ammirare oggi in una lussuosa residenza privata.