La charte de commune que la cité de Noyon obtient de l'évêque Baudry (1098-1113) en 1108, avec l'approbation du roi de France Louis le Gros, puis de ses successeurs, unit les intérêts du clergé, des chevaliers et des bourgeois, représentés par les "maires de métiers". Cette organisation n'est pas sans conséquences sur la conception même des bâtiments de l'hôtel de ville, qu'un chroniqueur décrit, en 1292, comme occupant l'espace compris entre la porte cochère et le pignon sud actuels. Ce premier édifice disparut dans l'incendie de 1293.

Cependant de nombreuses mentions dans les comptes des argentiers, de 1360 à 1419, attestent des acquisitions de terrains, adjonctions et réparations de bâtiments communaux, qui comprennent sur la place, en 1457, "la cambre de la maison de ville" et une cour avec puits, le long de la rue Sainte-Godeberthe, une série de salles, destinées aux assemblées, et des prisons. Entre ces deux constructions, se situent des halles, des boutiques et un moulinet. Ces locaux à usage commercial abriteront plus tard les services administratifs, mais jusqu'en 1918, l'ensemble ne connaîtra pas de changements fondamentaux dans ses structures.

En 1480, l'hôtel de ville est dans un tel état de délabrement qu'il faut songer à le reconstruire. En 1485, il est procédé à l'acquisition des maisons contiguës, propriétés du chapitre cathédral et du chantre. On aboutira à un ensemble cohérent dont témoigne encore le cadastre de 1831 : les bâtiments bordent une cour presque rectangulaire, plus profonde que large ; la communication s'établit grâce à des passages à l'est et à l'ouest. Gilles, fils de l'architecte Mathieu Reaulme et son continuateur à partir de 1514, conduit les travaux. Une "gallerie ou ung petit bourdoir" est édifiée vers 1523, une fenêtre percée en 1526 à l'étage sur cour. Ce nouvel hôtel est incendié à son tour lors de l'invasion espagnole de 1552 et sommairement réparé en 1567.

Un siècle plus tard, en 1689-1690, l'architecte de la généralité de Soissons, Pierre Binard, apporte quelques modifications à la porte et à l'étage d'attique, crée un fronton et des lucarnes à l'ouest, refait les combles et élève un campanile. Peut-être est-il également l'auteur des bâtiments et logements administratifs qui remplacent les halles au nord et au sud, et les anciennes salles à l'est ?

La Révolution modifie davantage le décor que l'aspect de l'hôtel de ville : l'horloge provient de la chartreuse du Mont-Renaud, le coq de l'église Saint-Martin remplace la fleur de lis de la tourelle, les armoiries du fronton sont bûchées et des inscriptions témoignant des idées nouvelles apparaissent à l'étage. Tel est l'immeuble lorsqu'il est classé parmi les Monuments historiques au milieu du 19e siècle.

Le projet de l'architecte des Monuments historiques Antoine Selmersheim (1840-1916) prévoit, entre 1879 et 1884, l'achèvement de la façade principale, le rétablissement de la porte d'entrée dans son état primitif, la reconstruction de l'étage d´attique et de la balustrade, la restitution des lucarnes et la construction d'un campanile dans le style gothique flamboyant. Les subsides insuffisants ne permettent que la remise en état des façades, de la tourelle, et du bâtiment en retour d´équerre.

En 1918, toute la ville de Noyon est bombardée, la cathédrale, l'hôtel de ville, sont la proie des flammes, ce qui ne s'est pas effondré se retrouve calciné.

Le nouvel architecte des Monuments historiques André Collin (187S-1966) fait d'abord préserver les ruines en 1919, puis dès 1920, il étudie la restauration de l'hôtel de ville, réalisée entre 1926 et 1935. Achevés le 30 octobre 1935, les travaux comportent six tranches, la plus importante prévoyant "la reconstitution du pignon sud, la reprise du pignon nord, de la façade principale, de la façade sur cour, du bâtiment en aile", les suivantes, complémentaires, portant sur la charpente, la couverture et la restauration de sculptures.

Après avoir dressé son plan d'urbanisme (1919-1921), la ville projette de reconstruire ses bâtiments administratifs. L'architecte communal Eugène Chifflot (1872-1966) dresse un premier plan pour deux ailes au nord et au sud de la partie ancienne de l´hôtel de ville, et la municipalité acquiert les terrains nécessaires à cette extension. Le conflit entre l'administration des Beaux-Arts et la ville éclate en 1924. L'aile nord ne sera jamais construite, la maison Poirée (18e siècle) à l´extrémité sud sera sauvée et l'aile sud sera construite en retrait par rapport à la façade ancienne.

La volonté de la ville d'agrandir la place de l´hôtel de ville au nord, quitte à supprimer toutes les maisons situées entre la place et la rue Saint-Martin (notamment deux maisons des 17e et 18e siècles appuyées contre l'hôtel de ville) engage l'État à inscrire d'urgence ces dernières sur l'inventaire supplémentaire des Monuments historiques le 10 janvier 1928. La ville obtiendra cependant leur radiation le 26 novembre 1932 et les fait démolir.

Une procédure de déclassement de l'hôtel de ville de Noyon est alors engagée par la Commission supérieure des Monuments historiques "qui n'entend pas supporter la responsabilité de travaux qu'elle désapprouve et qui semblent devoir être exécutés malgré elle, comme l'ont été dans le passé toutes les mesures intéressant ce monument, auxquelles elle s'est opposée".

La ville n'y voit pas d'empêchement, sauf à obtenir une partie des dommages de guerre. Le décret de déclassement est donc signé le 22 octobre 1935.

L'hôtel de ville actuel est constitué de trois groupes de bâtiments d'époques différentes : l'aile sud (192S-193S) et l´avant-corps en saillie (1933-1935), d'une part, la maison du 18e siècle, à l´angle de la place et de la rue de Belfort d'autre part, enfin le logis sur la place et le bâtiment en retour d'équerre, desservis par une tourelle d'escalier, du 16e siècle.