A budapesti vásárcsarnokok építése során létesült a XIX. század végén Petz Samu tervei alapján, aki nemzetközi tervpályázat során nyerte el a megbízást. 1986. június 30-án, 10 nappal az épület átadása előtt a majdnem teljesen elkészült Nagyvásárcsarnokban tűz keletkezett, ennek következtében az átadás csak 1897. február 15-én történhetett meg. Acélváz szerkezetű, tégla körítőfalas épület. A tető fedése a főhomlokzaton Zsolnay mázas cserép, amit Zsolnay kerámia tetődíszek egészítenek ki, a többi magastetőn műemlék palafedés, amelyek között bitumenes fedésű lapostetős szakaszok vannak.

A csarnok építése előtt a környező utcák már beépítettek voltak, és elvárás volt, hogy minden bejáraton szintkülönbség nélkül lehessen bejutni az épületbe. Ennek eredménye, hogy a földszinti padló nem vízszintes, hanem átlós irányban kb. 1,5 m szintkülönbség tapasztalható. Ennek praktikus haszna is volt, ugyanis a nap végén a takarítás során a kilocsolt vízzel a hulladék összegyűlt a legalacsonyabb ponton, ahonnan könnyen el tudták szállítani. Az oldalbejáratok lengőajtajainak kialakítása is érdekes, ugyanis az alsó és felső, egymáshoz képest excentrikusan kialakított csapos csatlakozások révén a saját önsúlyuk miatt automatikusan becsukódnak. A Sóház utcai traktusba eredetileg áruszállító vonatok is behajtottak, ezek füstje természetes úton, a tető alatti szellőzőnyílásokon keresztül távozott. Az áruszállítás másik fő útvonala az alsó rakpartra vezető alagút volt, ahonnan a Dunán uszályokon érkező árut szállították be.

Az épület teljes körű rekonstrukciójának tervezése a BUVÁTI-ban történt Tokár György, Hidasi Györgyi és Nagy Gergely vezetésével, ezután 1994-ben nyitott meg újra. A rekonstrukció során a Sóház utcai parkoló alatt egy új, föld alatti árufeltöltő terület létesült, ahonnan teherfelvonók segítségével, a vásárlói forgalomtól elválasztva jut fel az áru a csarnokba. A rekonstrukció során helyreállított, korábban árufeltöltőként működő, de a világháború során megsemmisült alagút most a hulladék elszállítását szolgálja. Az alagút végén egy árvízi kapu található, melyet szükség esetén le kell zárni, ekkor a hulladékszállítás a Csarnok téren található külső felvonókkal történik. A 4-es metró beruházása során a 2-es villamos pályájának föld alá süllyesztése keresztbe vágta az alagutat, ezért egy süllyesztett műtárgyat kellett építeni, amelyen keresztül most két teherfelvonó segítségével történik a hulladék elszállítása.

A Nagycsarnok egyedülálló a maga nemében, 2013-ban a CNN szavazásán a világ legszebb csarnokának választották.