Thời gian xây dựng của điện là không rõ, chỉ biết là nó đã được xây dựng khi vua Gia Long vẫn còn sống. Khi đó nó là một ngôi điện bằng gỗ có tên là Hoàng Nhân, vị trí gần cửa Hiển Nhân (ngày nay là Đại học Nghệ thuật Huế). Khi Gia Long mất, quan tài của ông đã được quàn tại đây 3 tháng trước khi được an táng ở lăng Gia Long. Điện Hoàng Nhân là nơi thờ cúng Gia Long kể từ năm 1820.[2]

Năm 1829, vua Minh Mạng cho đổi tên điện Hoàng Nhân thành điện Phụng Tiên. Và đến năm 1837, ông cho dời điện từ vị trí gần cửa Hiển Nhân đến vị trí ngày nay, gần cửa Chương Đức.[2]

Mặc dù về sau, triều đình nhà Nguyễn có xây Thế Miếu với cùng một chức năng là thờ cúng Gia Long và các vị vua kế vị nhưng điện Phụng Tiên vẫn được duy trì để thờ các vua ấy, vì một lý do đặc biệt: theo quy định của Triều đình, Thế Miếu là "công miếu", các cuộc tế lễ ở đây đều là những buổi lễ có tính chất quốc gia với sự hiện diện của vua, hoàng thân và đình thần; tuyệt đối cấm nữ giới cho dù họ có là người trong Hoàng gia, nhưng họ có thể tới điện Phụng Tiên để thực hiện việc thờ tự.[2]

Điện cũng là nơi lưu trữ nhiều bảo vật của nhà Nguyễn, nhưng đến tháng 2 năm 1947, toàn bộ đã bị thất thoát cũng như đốt cháy theo điện trong chiến dịch tiêu thổ của Việt Minh. Hiện giờ chỉ còn lại cửa Tam Quan và vòng tường thành còn tương đối nguyên vẹn.[4]