A cidade do Rio de Janeiro foi fundada entre quatro morros: o de São Bento, o do Castelo, o da Conceição e o de Santo Antônio. No século XVIII, o centro administrativo da colônia era uma cidade murada. Na parte de fora desse muro, por questões estratégicas e de segurança, havia um campo, onde reunia-se a população da cidade, para festividades e como ponto de encontro das populações negras. Era o Campo de Santana, nomeado pela igreja que se localizava aonde hoje é a Central do Brasil. O "Campo da Cidade" passou a ser um marco divisório entre o Centro da cidade e a zona rural.
Com o crescimento da cidade do Rio de Janeiro, a malha urbana foi expandindo-se para muito além do Campo de Santana, e um grande número de prédios de importância histórica foram se conformando em seu entorno. Entre eles, o Palácio do Conde de Arcos, sede do antigo Senado Imperial e atual Faculdade Nacional de Direito, o Arquivo nacional, a Casa de Deodoro, a própria Central do Brasil, a sede do Corpo de Bombeiros, além do Comando do Exército, atual Comando Militar do Leste.
Depois da Guerra do Paraguai, época em que o Campo resguardava suas características coloniais, a despeito do erguimento do Templo da Vitória, em ocasião da vitória na guerra supracitada, o governo imperial decide gradear a principal área de lazer no centro da cidade do Rio de Janeiro, por questões urbanísticas e políticas. Dá-se, então, a grande transformação do Campo de Santana: um jardim inglês, ou seja, de caminhos sinuosos, com grande valor das formas orgânicas, com desníveis e patrimônio cultural europeu, com suas estátuas. Suas espécies arbóreas são originárias de quatro continentes: América, África, Europa e Ásia. Auguste François Marie Glaziou, o mentor da reforma, ainda batizaria a gruta artificial que caracteriza o campo: a Gruta Glaziou.
A região notabilizou-se pela Proclamação da República e, posteriormente, pela Revolta da Vacina. Em 1942, com a construção da Avenida Presidente Vargas, a praça foi dividiu-se em duas. Do lado do Palácio Duque de Caxias, reconstrução do antigo Comando do Exército, em 1937, foi construído o Panteão Duque de Caxias. No lado oposto, o Campo de Santana foi reduzido, mas conseguiu preservar seu urbanismo original. Os espelhos d'água ficaram menores. Além disso, os caminhos de dentro dos parques foram encurtados. O gradil original foi retirado e sendo recolocado em outros parques da cidade, como o Recanto do trovador, em Vila Isabel. Um novo gradil foi encomendado, sendo preservado os portões originais do período de Glaziou, de 1873, importados da França. grande passeio público arborizado e urbanizado no início do século XIX.
Na área, é possível encontrar diversas espécies de animais, como cutias, galinhas-d'angola, gatos, patos e pavões. Além disso, continua intacta a Árvore do Imperador, a árvores favorita de D. Pedro II. Praticamente todas as descendentes desta árvore foram mortas com o advento da República. Uma das únicas exemplares permanece no Campo de Santana.