大明宮位于隋朝皇宮大興宮(唐稱太極宮)之東北，始建于唐貞觀八年(公元634年)，原名永安宮，唐太宗建造初衷是為給太上皇李淵居住，以盡孝道。但大明宮未建成，李淵就離開了人世，大明宮的修建于是停止。龍朔二年(公元662年)，唐高宗擴建，次年遷入大明宮執政。大明宮成為了大唐帝國新的政治中心。

大明宮是唐長安城規模最大的一處宮殿區，選址在唐長安城宮城東北側的龍首原上，利用天然地勢修筑宮殿，形成一座相對獨立的城堡。宮城的南部呈長方形，北部呈南寬北窄的梯形。周長7628米，面積約3.2平方公里，為北京紫禁城的四倍，相當于三個凡爾賽宮，十二個克里姆林宮，十三個盧浮宮，十五個白金漢宮，五百個足球場。平面形制是一南寬北窄的楔形，西墻長2256米，北墻長1135米，南墻為郭城北墻東部的一段，長1674米，東墻的北部偏西12度多，由東墻東北角起向南(偏東)1260米，轉向正東，再304米，又折向正南長1050米，與宮城南墻相接。宮墻墻面與太極宮一樣為夯土板筑，只有各城門兩側及轉角處內外表面砌有磚面。城基的寬度，據考古實測，除南面墻基用郭城北墻寬約9米左右外，其他三面墻基均寬13.5米，深1.1米。城墻筑在城基中間，兩邊比城基各窄進1.5米左右，底部寬10.5米，構筑十分堅固。此外，在宮城北部之外，東、西、北三面都構筑有平行于宮城墻的夾城，亦為板筑土墻。北面夾城最寬，距宮城墻寬160米。東西兩面夾城距宮城墻寬均為55米。夾城的修筑，在宮城的后部，配合宮城城墻共同構成嚴密的防衛體系結構。

宮城共有九座城門，南面正中為大明宮的正門丹鳳門，東西分別為望仙門和建福門;北面正中為玄武門，東西分別為銀漢門和青霄門;東面為左銀臺門;西面南北分別為右銀臺門和九仙門。除正門丹鳳門有五個門道外，其余各門均為三個門道。在宮城的東西北三面筑有與城墻平行的夾城，在北面正中設重玄門，正對著玄武門。宮城外的東西兩側分別駐有禁軍，北門夾城內設立了禁軍的指揮機關——“北衙”。整個宮域可分為前朝和內庭兩部分，前朝以朝會為主，內庭以居住和宴游為主。丹鳳門以南，有寬176米的丹鳳門大街，以北是含元殿、宣政殿、紫宸殿、蓬萊殿、含涼殿、玄武殿等組成的南北中軸線，宮內的其他建筑，也大都沿著這條軸線分布。含元殿、宣政殿、紫宸殿三大殿，正殿為含元殿。含元殿以北有宣政殿，宣政殿左右有中書、門下二省，及弘文、史二館。在軸線的東西兩側，還各有一條縱街，是在三道橫向宮墻上開邊門貫通形成的。有名的麟德殿大約建于唐高宗麟德年間，位于大明宮北部太液池之西的高地上。此外有別殿、亭、觀等30余所。

唐僖宗時，大明宮屢遭兵火，最終于乾寧三年(896年)被燒毀。數年因為戰備的原因，宮殿的遺跡也都被除，此后便成為一片廢墟。