Depuis 1357, l'Hôtel de Ville est le siège du gouvernement municipal de Paris. Cette année-là, le prévôt des marchands Étienne Marcel acquiert au bord de la Seine la « maison aux piliers », sur la place de Grève — vaste esplanade où l'on débarquait les marchandises, où se rassemblaient les ouvriers sans travail (d'où l'expression « faire grève »), et où se déroulaient les exécutions capitales publiques.

Un premier hôtel de ville de style Renaissance y est élevé entre 1533 et 1628, sur les plans du Boccador. C'est là que se noue une grande part de l'histoire révolutionnaire de la ville. Le 14 juillet 1789, l'Hôtel de Ville devient le foyer de la Commune de Paris ; Bailly en est le premier maire, La Fayette y prend la tête de la Garde nationale. Le 9 Thermidor an II (27 juillet 1794), Robespierre et ses partisans, réfugiés dans la salle du Conseil, y sont arrêtés. En février 1848, Lamartine y proclame la République et repousse le drapeau rouge au profit du tricolore.

Le 24 mai 1871, pendant la Semaine sanglante, les fédérés de la Commune incendient l'édifice avant de l'abandonner : il ne reste bientôt qu'une carcasse calcinée. Le bâtiment actuel, reconstruit de 1874 à 1882 par les architectes Théodore Ballu et Édouard Deperthes, en reprend l'ordonnance néo-Renaissance tout en l'agrandissant.