В начале XVIII века на месте Марсова поля находилась заросшая болотистая роща. Впоследствии она была преобразована в площадку для проведения смотров войск и получила название Большой луг. 

Большой луг было местом проведения празднеств и гуляний в честь победы в Северной войне. Здесь устраивались карнавалы, представления и фейерверки, в честь чего Большой луг был переименован в Потешное поле. Но и это название не закрепилось надолго: возле поля был возведен дворец супруги Петра Великого — Екатерины I, и прилежащие к нему территории стали именоваться Царицыным лугом. 

Лишь в 1805 году поле было названо в честь античного бога войны — Марса.

В 1917 году в центре Марсова поля были торжественно похоронены жертвы Февральской революции, в дальнейшем там же хоронили жертв Гражданской войны. В 1917–1919 годах по проекту архитектора Л. В. Руднева был сооружен мемориал «Жертвам революции» с эпитафиями А. В. Луначарского. В 1920-х годах вокруг мемориала был разбит сквер. 

В 1920 году на Марсовом поле в братской могиле было похоронено восемь лидеров Коммунистической партии Финляндии. Они погибли 31 августа 1920 года в Петрограде в результате перестрелки в клубе Куусинена. 

В 1957 году прошла реконструкция мемориала под руководством архитектора С. Г. Майофиса, в результате которой Марсово поле стало первым местом в стране, где был зажжен Вечный огонь.