Trước đây, nơi đây là một khu vực nằm trong phạm vi Hoàng thành Thăng Long. Thời Gia Long, năm 1808, Hoàng Thành bị phá dỡ để xây lại một ngôi thành mới nhỏ hơn nhiều để làm trụ sở cho Bắc Thành. Khu vực Quảng trường Ba Đình ngày nay tương ứng với khu cửa Tây của ngôi thành mới, được Minh Mạng đổi tên thành thành Hà Nội vào năm 1831. Khu vực này bấy giờ có một gò đất cao được gọi là núi Khán, hay Khán Sơn.

Giữa thế kỷ XIX, do đề nghị của Bố chính Hà Nội Lê Hữu Thanh, Tổng đốc Hà Ninh Hoàng Thu đã cùng một số quan lại bỏ tiền xây một ngôi nhà ngói trên núi Khán, gọi là Khán Sơn đình làm chỗ hội họp các văn nhân. Vì vậy, có thời kỳ nơi đây thường xuyên có sinh hoạt văn hóa của nhân sĩ Bắc Hà.

Sau khi kiểm soát được toàn bộ Đông Dương, năm 1894, quân Pháp cho phá dỡ toàn bộ thành, chỉ giữ lại cửa Bắc để làm chứng tích. Khu vực này được các kiến trúc sư Pháp quy hoạch để xây dựng trung tâm hành chính của Liên bang Đông Dương. Núi Khán bị san bằng. Một vườn hoa nhỏ được xây dựng tại khu vực này, tạo thành một quảng trường rộng lớn được đặt tên là Vườn hoa Puginier (Le parc Puginier). Vườn hoa được giới hạn bởi các con đường Avenue de la République,[2] Avenue Brière de l'Isle[3] Rue Elie Groleau,[4] và Avenue Puginier.[5]

Một vòng xoay nhỏ được xây dựng gần đó cũng được đặt tên là Vòng xoay Puginier (Rond-point Puginier). Do hình dáng đặc biệt của vòng xoay mà người dân Hà Nội xưa còn gọi vườn hoa Puginier là Quảng trường Tròn.

Tại khu vực gần Quảng trường Tròn, Phủ Toàn quyền được khởi công xây dựng vào năm 1901. Năm 1914, trường sở của Lycée Paul Bert được xây dựng tại vị trí núi Khán trước kia, ngay cạnh Vườn hoa Puginier.

Để độc chiếm quyền kiểm soát Đông Dương, ngày 9 tháng 3 năm 1945, Nhật đảo chính Pháp. Nhằm lôi kéo sự ủng hộ của người Việt, quân đội Nhật tuyên bố công nhận độc lập cho Việt Nam. Một chính phủ của người Việt do quân đội Nhật hậu thuẫn được thành lập ngày 20 tháng 7 năm 1945, do Trần Trọng Kim làm Thủ tướng đại diện Đế quốc Việt Nam. Bác sĩ Trần Văn Lai được cử làm Đốc lý Hà Nội (Thị trưởng). Vốn là một trí thức có tinh thần dân tộc, ngay sau khi nhận chức, ông đã quyết định đổi một loạt tên đường phố từ tiếng Pháp sang tiếng Việt lấy theo tên của các vị anh hùng Việt Nam như: Phố Garnier thành phố Đinh Tiên Hoàng, phố Boulevard Carnot thành phố Phan Đình Phùng... Vườn hoa Pugininer trước Phủ Toàn quyền được ông đổi tên thành Vườn hoa Ba Đình để kỷ niệm vùng Ba Đình ở huyện Nga Sơn, Thanh Hoá, nơi đã nổ ra cuộc khởi nghĩa chống Pháp kéo dài từ tháng 9 năm 1886 đến tháng 1 năm 1887.