Il Palazzo Comunale è costituito da un insieme di edifici che nel corso dei secoli sono via via stati uniti ad un nucleo più antico acquisito dal Comune alla fine del Duecento, comprendente fra l'altro l'abitazione di Accursio, maestro di diritto nello Studio bolognese. Fu inizialmente destinato a conservare le pubbliche riserve granarie e ad ospitare alcuni uffici municipali; da quando nel 1336 divenne residenza degli Anziani, la massima magistratura di Governo del Comune, è la sede del governo della città.
Rinnovato e ampliato nella prima metà del Quattrocento con l'intervento dell'architetto Fioravante Fioravanti, fu poi arricchito di un orologio nella torre d'Accursio e, secondo esempi diffusi nel centro Europa, di un carosello con automi in legno (Madonna con Bambino e corteo dei Magi) rimossi nel 1796 (ne restano alcuni, conservati oggi presso
le Collezioni Comunali d'Arte, al secondo piano).
La sempre più forte presenza del potere papale nella città, già evocata dalla statua in lamina di rame di Bonifacio VIII (1301, ora conservata nel Museo Medievale) collocata sulla facciata, sopra la ringhiera degli Anziani, promosse consistenti revisioni architettoniche soprattutto a partire dal 1506, con l'arrivo di Papa Giulio II, all'epoca della caduta della signoria dei Bentivoglio.
Si fa risalire a quest'epoca il progetto delle due rampe della grande cordonata che conduce al secondo piano (terminata alla fine del Cinquecento), attribuito al Bramante.
La facciata, dove è tuttora collocata la Madonna con Bambino di Niccolò dell'Arca (1478) già dorata e policroma, e dove restò per pochi anni un'immagine di Giulio II (distrutta nel 1511 all'epoca di un tentativo di rientro dei Bentivoglio nella città), fu arricchita a metà Cinquecento col bel portale di Galeazzo Alessi, sopra il quale nel 1580 fu posta la grande statua in bronzo di papa Gregorio XIII (pontefice della bolognese famiglia Boncompagni), dovuta allo scultore Alessandro Menganti.
