En 1670, à l’initiative de Bernardin Gigault de Bellefonds (maréchal de France en 1630 et gouverneur des chenils et de la louveterie du Roi), s’élève une demeure dont les jardins s’étendent jusqu’au parc du château de Versailles. Mais la construction des Écuries Royales privant le maréchal de sa perspective, il vend son hôtel au chevalier de Lorraine. Louis XIV l’acquiert en 1680 pour son fils illégitime Louis Alexandre de Bourbon, qui meurt prématurément trois ans plus tard. La propriété revient alors à sa sœur (la Princesse de Conti), qui en fait un lieu de fêtes.
Vendu à un spéculateur qui disperse mobilier, œuvres d’art, lambris et ornements, l’hôtel est racheté en 1723 par Louis XV pour y loger Louis IV Henri de Bourbon-Condé (Duc de Bourbon et Grand Maître de sa Maison). D’importants travaux de décoration sont alors entrepris sous la direction de Robert de Cotte (premier architecte du Roi et disciple de Jules Hardouin-Mansart).

Inoccupé à la Révolution, l’hôtel accueille provisoirement en janvier 1790, la municipalité de Versailles. Son installation est officialisée en 1821 et l’édifice s’orne d’un clocheton surmonté d’une horloge. En 1859, la ville devient officiellement propriétaire de l’hôtel, qui subit alors différents travaux d’aménagements pour agrandir sa surface. La mairie de Versailles est finalement reconstruit par l’architecte Henri Legrand en 1897 et inaugurée le 18 novembre 1900.
En 1945, elle est formée de deux parties distinctes : un bâtiment peu élevé précédé d’un large escalier (premier hôtel de ville de 1790) et un bâtiment imposant néo-Louis XIII de l’architecte Henri Legrand.