Målningen är 2,75 meter bred och föreställer Jupiter, Neptunus och Pluto. Den beställdes av kardinalen Francesco Maria Del Monte och är daterad till 1597.
Själva taket är en del av den unika Villa Aurora och försäljningen sker efter en lång arvstvist som följde när husets ägare, prins Nicolò Boncompagni Ludovisi, dog 2018.
Byggnaden ligger nära Via Veneto i centrala Rom, och där finns också flera andra antikviteter och fresker, av bland andra Guercino. Den vidsträckta egendomen värderas till motsvarande 4,8 miljarder kronor.
Möjliga köpare skulle kunna vara Bill Gates eller sultanen av Brunei, skriver AFP. För att få delta i auktionen krävs att man kan hosta upp tio procent av utgångsbudet på motsvarande 3,6 miljarder kronor.
Nästan 35 000 konstälskare har uppmanat den italienska regeringen att använda sig av sin rätt till förtur för att köpa villan och verket. Ett problem är dock att slutpriset beräknas landa på motsvarande en fjärdedel av kulturdepartementets hela årsbudget.
Auktionen ska äga rum bakom stängda dörrar den 18 januari.