Historie Výstaviště sahá až do roku 1891, kdy se v Praze konala velká průmyslová výstava. Nejstarším objektem je Průmyslový palác, který byl postaven právě pro tuto výstavu. Poprvé v českých zemích se zde uplatnila architektura s železnou montovanou konstrukcí. Palác postavilo v roce 1891 450 dělníků za deset měsíců, přestože v té době výstaviště stihla povodeň a kruté mrazy.

Projekt i provedení železné konstrukce je práce První českomoravské strojírny Kolben - Daněk v Praze, práci provedlo 150 montérů za 5 měsíců. Do postranních průčelí byla zasazena figurální okna představující Průmysl a Vědu, která byla provedena podle kartonů Mikoláše Alše ze zlatožlutého katedrálního skla. Ke kombinování obrazců se spotřebovalo na milion barevných skleněných tabulek zalévaných do olova. Na kopuli paláce byla umístěna velká replika královské koruny s křížem, která měla podobu svatováclavské koruny a špička střední haly nyní sahá až do výšky 51 metrů. Koruna spolu s dalšími prvky ale byla odstraněna již v době první republiky, neboť připomínala atributy zaniklého císařství. Na výzdobě pravého i levého křídla jsou stále k vidění znaky různých cechů, což souviselo s tím, co se vystavovalo při Jubilejní zemské výstavě. Interiér byl upraven roku 1907 podle projektu architekta Josefa Fanty.

V letech 1952–1954 byl zrekonstruován podle projektu Pavla Smetany. Byl opatřen novými klenbami a vstupní přístavbou pro pořádání sjezdů Komunistické strany. Tehdy se palác přejmenoval na Sjezdový palác a na jeho ocelové věži se objevila rudá Hvězda a název PKOJF, což byla zkratka tehdejšího názvu výstaviště Parku kultury a oddechu Julia Fučíka. Komunistická éra skončila na Výstavišti přesunem sjezdů do Paláce kultury.

Ve čtvrtek 16. října 2008 shořelo na Výstavišti levé křídlo paláce. V lednu 2022 odstartovala nákladná rekonstrukce celé budovy a dostavba levého křídla, která je naplánovaná do konce roku 2024.