Villa il Mulinaccio venne fatta costruire da Cosimo Sassetti fra la fine del Quattrocento e i primi del Cinquecento, passò successivamente agli Strozzi e infine alla famiglia Vai (1661), quando divenne un'ampia tenuta.
Oggi la villa, in quanto residenza del navigatore Filippo Sassetti (1540-1588), appartiene al circuito delle Case della Memoria.
Tutto il complesso, che si sviluppa intorno a un cortile laterale, è costituito dalla villa e i suoi annessi, quali i locali della falegnameria e dei lavatoi e i locali per la frangitura delle olive. La parte padronale presenta affreschi e soffitti lignei mentre nella fattoria si trova l'antica cucina detta il "cucinone", con il grande camino caratterizzato da mensoloni in pietra.
Nel giardino murato, realizzato fra il 1737 e il 1738, si trova un elegante ninfeo a tre nicchie decorato con mosaici e madreperle e coronato da vasi in terracotta. Qui è anche una struttura che aveva funzione di tinaia nella parte inferiore e di fienile in quella superiore. Vi sono anche tracce dell'antica fornace.
Passeggiando nel giardino si incontra anche l'oratorio di Sant'Antonio Abate, che venne edificato nel 1722 e al suo interno conserva statue settecentesche di arte locale pratese. Sull'altare si può ammirare una tela di una Madonna col Bambino tra i Santi Giovanni Evangelista e Sant'Antonio Abate realizzata per Giuseppe Vai da Antonio Marini nel 1845.
Attualmente la villa è di proprietà del Comune di Vaiano e utilizzata per eventi e cerimonie ed è visitabile solo occasionalmente.