前347年，蜀国开明王九世迁都成都，在成都平原上建立“北少城”（今“天府广场”以北五担山一带）。国王并未采用当时西周正南正北中轴线的营国制度，而是因地制宜、依势傍路地以北偏东约30度的轴线来定位建城。[1]此偏心的“中轴线”以及沿线在后来的秦大城、唐罗城中发展出的方格路网结构，一直沿袭至明初，其间近1700多年未曾改变。
明朝期间，朱元璋封他的第十一个儿子朱椿为蜀王，在前后蜀宫殿遗址基础上，修筑“藩王城”。到了明末张献忠领导农民起义，建立国号为大西的农民政权，他就以这个藩王城作为他的皇城。
清朝建立后，皇城曾被用作进行科举考试的“贡院”。1911年（宣统三年），辛亥革命爆发，武昌宣布独立，四川总督赵尔丰迫于压力，在皇城宣布成立“大汉四川军政府”。
中华人民共和国建立后的1950年代中后期至1960年代中期，包括广场、百货大楼等城市建筑在此处附近修建。“文化大革命”期间，老皇城被炸毁，在原址处修建了四川省展览馆（最初叫做“毛泽东思想万岁展览馆”，现为四川省科技馆）以及巨型毛主席塑像。[2]
1989年学潮爆发，天府广场成为成都示威者集聚地。根据国际特赦组织的调查，在6月5日时成都市便至少有300人丧生。其中成都市当地部队使用震撼手榴弹、警棍、刺刀和电击棒攻击平民，而当天晚上警方也刻意要求医院不能接受学生或者是提供救护车服务，间接导致死者增加[3]，成都的天府广场因此也被称为成都“天安门”。[4]
1997年，天府广场继续被改造，清代的皇城清真寺彻底拆毁并对广场进行了拓宽工程。[1]2000年11月28日，贝氏建筑所一行莅临成都，并对天府广场建设提出构思，其设计造型类似法国卢浮宫外广场，但此方案最终并未中标。2011年天府广场再次开始改造。原有古建筑物也拆除殆尽[1]。