L'assemblée municipale a été installée à cet endroit au XIIème siècle par le prévôt des marchands Etienne Marcel, à proximité du port de Grève, alors le plus important de la ville.
En 1533, alors que le bâtiment qui l'abrite tombe en ruine, François Ier décide de construire un hôtel de ville digne des parisiens. Les plans sont conçus par un architecte italien, Dominique de Cortone (surnommé Le Boccador à cause de sa barbe rousse), et s'inspirent de l'esprit de la Renaissance. La construction dure de 1533 à 1628.
En 1835, le bâtiment est devenu trop petit, et deux pavillons d'angle reliés à la façade par une galerie sont ajoutés.
En mai 1871, lors de la Commune, l'hôtel de ville est incendié. A la fin du soulèvement, sa reconstruction est décidée, et les architectes Ballu et Deperthes remportent le concours en proposant une reconstruction à l'identique. Le nouveau bâtiment est érigé en huit ans et inauguré en 1882.
Lors de certains grands événements sportifs, un écran est installé sur la place de l'Hôtel de Ville pour des retransmissions en direct. L'hiver, une patinoire gratuite y est installée.
Enfin, pour la petite histoire, l'expression faire la grève vient des rassemblement des ouvriers sans travail sur la place de Grève (maintenant place de l'Hôtel de Ville).
Pour plus d'informations, vous pouvez consulter le site officiel de la Ville de Paris.