La prima sistemazione della Valle Murcia (ampia valle compresa tra Palatino e Aventino) per adibirla a luogo per le corse dei carri risale all'epoca dei re Tarquini, ma è solo con Giulio Cesare che sarà realizzato un vero e proprio circo in muratura. La gare che si svolgevano nel Circo erano le attività agonistiche più amate dai Romani, insieme ai giochi gladiatori: i conduttori delle quadrighe diventavano ben presto personaggi idolatrati dal popolo di Roma. Poiché le quadrighe facevano capo a scuderie distinte in base ai colori (verde, azzurro, rosso, bianco) anche gli spettatori si dividevano sulle gradinate del circo in base al colore di appartenenza dei propri beniamini, che venivano incitati con cori e motti composti per l’occasione. L’ampio spazio del fondovalle si prestava anche a manifestazioni legate alla vita politica, sociale e religiosa della città, come manifestazioni trionfali, processioni e pubbliche esecuzioni.

Devastato più volte dal fuoco, il Circo Massimo fu ricostruito quasi integralmente sotto il principato di Traiano, alla cui fase appartengono la maggior parte delle strutture attualmente visibili. Numerosi gli interventi degli imperatori successivi tra cui quello, spettacolare, dell'erezione del gigantesco obelisco portato a Roma da Costante II nel 357 d.C., ora al Laterano.

Il Circo rimase in attività fino ai primi decenni del VI secolo. In seguito fu utilizzato come area agricola, per poi diventare, a partire dall’XIX secolo, sede degli impianti del Gazometro, di magazzini, manifatture, imprese artigianali e abitazioni, fino agli inizi del ‘900, quando si avviano i lavori per la passeggiata archeologica. 

Negli anni '30 grandi opere di scavo hanno messo in luce buona parte dell'emiciclo e i resti dell'Arco di Tito. In seguito l’area è ceduta al Partito Nazionale Fascista, che la utilizzò, per l’alto valore simbolico, per i suoi eventi. Nello spazio del circo si organizzarono, poi le grandi mostre degli anni 1937-40 (del tessile, del minerale, delle colonie estive).

Nell’immediato dopoguerra ritorna uno spazio a verde, in cui le strutture antiche sono sostanzialmente abbandonate.