Lịch sử xây dựng quảng trường bắt đầu vào năm 1417 với một hành lang dài hình chữ " T" nối giữa Thừa Thiên Môn (năm 1651, nhà Thanh tu bổ và đổi tên thành Thiên An Môn) và Đại Minh Môn (năm 1651 đổi tên thành Đại Thanh Môn, năm 1912 đổi tên thành Trung Hoa Môn, nay đã bị phá bỏ) ở phía Bắc và Nam, và giữa Trường An Môn đông (đã bị phá bỏ) và Trường An Môn tây (đã bị phá bỏ) ở phía Đông và Tây được gọi là "Thiên bộ lang" (hành lang dài 1000 bước chân); hai bên hành lang là các công sở triều đình. Quảng trường được bao quanh bởi tường cao và người dân bị cấm tiếp cận trừ những dịp nhất định.

Năm 1911, nhà Thanh sụp đổ, chính quyền Trung Hoa Dân quốc đã cho phá bỏ phần tường bao quanh và một số các công trình đã bị phá bỏ khiến quảng trường trở nên thông thoáng, tạo điều kiện cho người dân đi vào quảng trường.Từ đây, quảng trường trở thành nơi tụ họp của các phong trào chính trị liên quan đến vận mệnh toàn Trung hoa.

Ngày 4 tháng 5 năm 1919, phong trào Ngũ Tứ của học sinh, sinh viên, trí thức, thị dân,... Trung Quốc đấu tranh chống lại những nhượng bộ của chính quyền trước ngoại bang đã bùng nổ ở đây.

Ngày 1 tháng 10 năm 1949, trên thành lầu Thiên An Môn, Chủ tịch Mao Trạch Đông đã đọc diễn văn khai sinh nước Cộng hòa Nhân dân Trung hoa.

Năm 1955 đến năm 1959, hướng tới kỷ niệm 10 năm quốc khánh thì quảng trường được cải tạo thành như hiện nay với chiều dài 880m nam-bắc và chiều rộng 500m đông-tây, diện tích 440.000m2. Hàng loạt công trình lớn trong Thập đại công trình được xây dựng xung quanh quảng trường như: Đại lễ đường Nhân dân Bắc Kinh, Bảo tàng Cách mạng, Đài tưởng niệm các anh hùng dân tộc...

Năm 1969 đến 1970, cổng Thiên An Môn được tu bổ hoàn toàn.

Năm 1976, sau khi Chu Ân Lai qua đời, một cuộc biểu tình chống "Bè lũ bốn tên" được tổ chức tại đây, bắt đầu cho sự kết thúc hoàn toàn của Cách mạng văn hoá.

Năm 1989, tại đây đã diễn ra Thảm sát Thiên An Môn nhằm vào các sinh viên, học sinh biểu tình đòi tự do dân chủ.

Hiện nay, quảng trường được sử dụng làm nơi tổ chức những sự kiện chính trị quan trọng.