З 1037 року тут розташовувалися Львівські ворота (спочатку Жидівська), які відкривали шлях з Києва на Львів. Ця територія в той час представляла собою складний вузол фортифікаційних споруд Західних і Жидівської брами. Проте, ні Західної, ні Жидівська площу не називалася.
У 1869 році площа отримала назву Львівська - за назвою Львівських воріт Старокиївської фортеці, що стояли тут в XVII-XVIII ст. У 1835 році ворота отримали назву Житомирських. В середині XIX століття ворота знесли і утворили площа. Одночасно з офіційною назвою площа мала й іншу назву - Сінна, оскільки тут розміщувався Сінний базар (до 1958). З 1959 року носить сучасну назву.
Сучасний архітектурний ансамбль площі позначений двома домінантами, побудованими за радянських часів - масивним Будинком торгівлі та Будинком художника, розташованими навпроти один одного.
Будинок торгівлі споруджувався з 1968 по 1981 рр. Будинок художника, який утворює західну сторону площі, був побудований в 1978 році. Фасад його другого поверху прикрашають 7 жіночих фігур - алегорії мистецтв.
На Львівській площі була розташована Стрітенська церква - дерев'яна (XI століття - середина XIX століття), кам'яна (зведена за проектом архіектора В. Ніколаєва в 1861 році, зруйнована в 30-і роки XX століття). Існують плани по відновленню церкви.