大明宮初建於唐太宗貞觀八年（634年），名永安宮，是唐太宗李世民為太上皇李淵而修建的夏宮，也就是避暑用的宮殿，貞觀九年（635年）五月，李淵病死於大安宮，夏宮的營建工程也就此停工。李淵去世後，改稱為大明宮，又稱“東內”。大明宮再次大規模營建是在高宗龍朔時期。“龍朔二年（662年），高宗染風痺，惡太極宮卑下，故就修大明宮”。當時為修此宮曾徵收關內道延、雍、同、岐、幽、華、寧、鄜、坊、涇、虢、絳、晉、蒲、慶等十五州121錢，且在龍朔三年二月減京官一月俸，以助修建。經過這次大規模營建，大明宮才算基本建成，更名為蓬萊宮，併入住其中。咸亨元年（670年）宮殿再次改名為含元宮，神龍元年（705年）複名大明宮。

此後大明宮尚有多次營建和葺修，如玄宗開元元年（公元713年）曾修大明宮，憲宗元和十二年（817年）、十三年又曾二次增修大明宮宮殿，“新造蓬萊池周廊四百間”，浚龍首池，起承暉殿。不過這些工程只是增修補葺罷了。

自唐高宗開始，大明宮成為國家的統治中心，歷時達234年。整座宮殿的規模宏大，建築雄偉，王維詩句“九天閶闔開宮殿，萬國衣冠拜冕旒”描繪了當時的盛景。中唐和晚唐時朱泚和黃巢先後據此稱帝。唐僖宗時，大明宮屢遭兵火，最終於乾寧三年（896年）被燒燬。數年後，因為戰備的原因，宮殿的遺蹟也都被拆除，此後便成為一片廢墟。