大明宫位于隋朝皇宫大兴宫(唐称太极宫)之东北，始建于唐贞观八年(公元634年)，原名永安宫，唐太宗建造初衷是为给太上皇李渊居住，以尽孝道。但大明宫未建成，李渊就离开了人世，大明宫的修建于是停止。龙朔二年(公元662年)，唐高宗扩建，次年迁入大明宫执政。大明宫成为了大唐帝国新的政治中心。
大明宫是唐长安城规模最大的一处宫殿区，选址在唐长安城宫城东北侧的龙首原上，利用天然地势修筑宫殿，形成一座相对独立的城堡。宫城的南部呈长方形，北部呈南宽北窄的梯形。周长7628米，面积约3.2平方公里，为北京紫禁城的四倍，相当于三个凡尔赛宫，十二个克里姆林宫，十三个卢浮宫，十五个白金汉宫，五百个足球场。平面形制是一南宽北窄的楔形，西墙长2256米，北墙长1135米，南墙为郭城北墙东部的一段，长1674米，东墙的北部偏西12度多，由东墙东北角起向南(偏东)1260米，转向正东，再304米，又折向正南长1050米，与宫城南墙相接。宫墙墙面与太极宫一样为夯土板筑，只有各城门两侧及转角处内外表面砌有砖面。城基的宽度，据考古实测，除南面墙基用郭城北墙宽约9 米左右外，其他三面墙基均宽13.5米，深1.1米。城墙筑在城基中间，两边比城基各窄进1.5米左右，底部宽10.5米，构筑十分坚固。此外，在宫城北部之外，东、西、北三面都构筑有平行于宫城墙的夹城，亦为板筑土墙。北面夹城最宽，距宫城墙宽160米。东西两面夹城距宫城墙宽均为55米。夹城的修筑，在宫城的后部，配合宫城城墙共同构成严密的防卫体系结构。
宫城共有九座城门，南面正中为大明宫的正门丹凤门，东西分别为望仙门和建福门;北面正中为玄武门，东西分别为银汉门和青霄门;东面为左银台门;西面南北分别为右银台门和九仙门。除正门丹凤门有五个门道外，其余各门均为三个门道。在宫城的东西北三面筑有与城墙平行的夹城，在北面正中设重玄门，正对着玄武门。宫城外的东西两侧分别驻有禁军，北门夹城内设立了禁军的指挥机关——“北衙”。整个宫域可分为前朝和内庭两部分，前朝以朝会为主，内庭以居住和宴游为主。丹凤门以南，有宽176米的丹凤门大街，以北是含元殿、宣政殿、紫宸殿、蓬莱殿、含凉殿、玄武殿等组成的南北中轴线，宫内的其他建筑，也大都沿着这条轴线分布。含元殿、宣政殿、紫宸殿三大殿，正殿为含元殿。含元殿以北有宣政殿，宣政殿左右有中书、门下二省，及弘文、史二馆。在轴线的东西两侧，还各有一条纵街，是在三道横向宫墙上开边门贯通形成的。有名的麟德殿大约建于唐高宗麟德年间，位于大明宫北部太液池之西的高地上。此外有别殿、亭、观等30余所。
唐僖宗时，大明宫屡遭兵火，最终于乾宁三年(896年)被烧毁。数年因为战备的原因，宫殿的遗迹也都被除，此后便成为一片废墟。