La plaza Mayor está situada en el centro de Madrid, en el barrio de Sol, junto a la calle Mayor y a 300 metros de la Puerta del Sol.
Los inicios de la plaza se remontan al siglo XVI, cuando en la confluencia de los caminos de Toledo y Atocha, a las afueras de la villa medieval, se celebraba en este sitio, conocido como «plaza del Arrabal», el mercado principal de la villa. En esa época se construyó una primera casa porticada, o lonja, para regular el comercio en la plaza.
En 1580, tras haber trasladado la corte a Madrid en 1561, Felipe II encargó el proyecto de remodelación de la plaza a Juan de Herrera. Ese mismo año se inició el derribo de las «casas de manzanas» de la antigua plaza. La construcción del primer edificio de la nueva plaza, la Casa de la Panadería, comenzaría en 1590 a cargo de Diego Sillero, en el solar de la antigua lonja. En 1617, Felipe III, encargó la finalización de las obras a Juan Gómez de Mora, quien concluirá la plaza en 1619.
La plaza Mayor ha sufrido tres grandes incendios en su historia, el primero de ellos en 1631. El mismo Juan Gómez de Mora se encargó de las obras de reconstrucción. El segundo incendio ocurrió en 1670, y fue el arquitecto Tomás Román el encargado de la reconstrucción. El último incendio, que arrasó un tercio de la plaza, tuvo lugar en 1790. Sabatini dirigió las labores de extinción, y se encargó la reconstrucción a Juan de Villanueva, quien rebajó la altura del caserío que rodea la plaza de cinco a tres plantas y cerró las esquinas habilitando grandes arcadas para su acceso. Las obras de reconstrucción se prolongarían hasta 1854. Tras la muerte de Villanueva, fueron continuadas por sus discípulos Antonio López Aguado y Custodio Moreno.
En 1848, se colocó la estatua ecuestre de Felipe III en el centro de la plaza, obra de Juan de Bolonia y Pietro Tacca que data de 1616.
En 1880, se restauró la Casa de la Panadería; Joaquín María de la Vega se encargó del proyecto.
En 1921 se reformó el caserío, trabajo a cargo de Oriol.
En 1935 se realizó otra reforma, llevada a cabo por Fernando García de Mercadal.
En la década de 1960 se acometió una restauración general, que la cerró al tráfico rodado, sustituyó la teja árabe de los tejados por pizarra y habilitó un aparcamiento subterráneo bajo la plaza.
La última de las actuaciones en la plaza Mayor, llevada a cabo en 1992, consistió en la decoración mural, obra de Carlos Franco, de la Casa de la Panadería, que representa personajes mitológicos como la diosa Cibeles.