L’histoire du Palais-Bourbon est indissociable de celle de l’hôtel de Lassay. Les deux hôtels de plaisance furent en effet construits sur un terrain au bord de la Seine, acquis par la duchesse de Bourbon, sœur du duc du Maine et du comte de Toulouse, pour elle et son ami le marquis de Lassay entre 1722 et 1728. Peu après, l’hôtel de Lassay fut incorporé au domaine qui prit le nom de Petit-Bourbon. Acheté ensuite par Louis XV, puis par le prince de Condé qui l’embellit, il est confisqué sous la Révolution. Déclaré bien national en 1791, le Palais Bourbon abrite la future Ecole Polytechnique, puis sous le Directoire, le Conseil des Cinq-Cents. En 1798, un premier hémicycle est construit dans le grand appartement de la duchesse pour recevoir les cinq-cents députés. Entre-temps, l’hôtel de Lassay réuni à son voisin par une galerie, abrite à son tour l’Ecole Polytechnique, puis devient la résidence du président de l’Assemblée.
En 1807, Napoléon fait élever la façade actuelle par l'architecte Poyet, en biais par rapport à l'alignement du quai et surélevée grâce à une envolée de trente marches de façon à être visible de la place de la Concorde. Son austère colonnade et le fronton allégorique sont en harmonie avec le péristyle grec de la Madeleine.
Le fauteuil du président sculpté par Lemot date du Conseil des Cinq-Cents.
Les plafonds de la bibliothèque, construits en 1830, ont été décorés par Delacroix. Elle contient 700 000 volumes
Le Palais-Bourbon est alors profondément remanié. L'hémicycle est entouré de plusieurs salles ou salons (Salle des Pas-perdus, salon Delacroix, salon Casimir Périer , salon Pujol), reliés entre-eux et empruntés par les parlementaires, les membres du gouvernement et la presse Des escaliers permettent à la presse et au public d'accéder à la galerie supérieure qui domine les travées, la tribune des orateurs et le bureau du président appelé le « perchoir ». Les débats font l'objet d'une version numérisée disponible sur le site officiel de l'Assemblée nationale.
Le salon Casimir Périer donne accès à l'hémicycle par deux escaliers latéraux, l'un à droite, l'autre à gauche, cette distinction sur le plan politique datant de la Révolution. Il s'ouvre également sur la Cour d'Honneur qui servait d'entrée à la duchesse de Bourbon par la rue de l'Université. C'est le seul vestige de cette époque avec la salle des Conférences, ancienne salle à manger de la duchesse.
La Cour d'Honneur accueille en son centre depuis 1989, la sphère des Droits de l'Homme.