Les Halles telles que nous les connaissons ont été érigées, en remplacement du bâtiment précédent qui était en bois.
La construction de l'édifice se fait en 3 temps :
- L'aile méridionale de 1535 à 1539,
- L'aile orientale de 1565 à 1592,
- L'aile occidentale de 1624 à 1626.
L'aile nord avait été prévue pour compléter et fermer l'ensemble mais elle ne sera jamais construite.
L'édifice sert à la fois pour les services administratifs (conseil gouvernemental ou régence, tribunal civil) et pour les services commerciaux (marché, douane, bourse aux grains...).
Possédant de vastes greniers, il sert parfois également de lieu de stockage pour le grain.
Le quartier des Halles s'impose comme le quartier commercial de la ville.
Il assure alors une jonction entre la Neuve-ville (Faubourg de Besançon) et les quartiers plus anciens (vieille ville).
Au cœur de la ville, les Halles et la place qui l'entoure, sont les témoins de nombreux événements (tournois, pièces et représentations, rassemblements, ...)
Le bâtiment fait l’objet d’un classement au titre des monuments historiques depuis le 12 juin 1992.