Il nome della piazza deriva da Santa Maria del Popolo, chiesa edificata nel 1472 su di una cappella preesistente, costruita nel XII secolo a spese del popolo romano per scacciare streghe e diavoli che, secondo la leggenda, qui si davano convegno intorno al sepolcro dei Domizi, dove erano custodite le ceneri di Nerone. La facciata rinascimentale dell'edificio fu rinnovata in chiave barocca dal Bernini nel 1655 e al suo interno è possibile ammirare celebri opere d'arte tra cui la cappella Chigi disegnata da Raffaello, affreschi di Pinturicchio e due capolavori di Caravaggio: Conversione di san Paolo e Crocefissione di san Pietro. Dalla piazza partono tre vie rettilinee che si aprono a ventaglio, comunemente chiamate il Tridente. Al centro c'è l'antica Via lata (oggi via del Corso) con ai lati via di Ripetta e via del Babbuino, affacciate su due chiese gemelle: Santa Maria dei Miracoli (del 1678) e Santa Maria in Montesanto (del 1678), dove ogni domenica viene officiata la cosiddetta Messa degli artisti.
L'attuale sistemazione urbanistica della piazza, risalente agli inizi dell'Ottocento, si deve all'architetto neoclassico Giuseppe Valadier e le ampie rampe alberate che salgono fin sulla terrazza del Pincio divennero una delle più celebri passeggiate romane.
Dal lato di via Fiaminia si accede alla piazza attraverso porta del Popolo, l'antica Porta flaminia aperta nelle Mura aureliana: è l'entrata scenografica in città per i visitatori che giungono da nord, accolti dall'iscrizione: "felici faustoque ingressi MDLCLV" ("per un ingresso felice e fausto" che fu incisa in occasione dell'arrivo a Roma di Cristina di Svezia nel 1655.
Per accoglierla degnamente venne dato a Bernini l'incarico di realizzare la facciata interna della porta. Al centro della pizza si innalza l'obelisco egizio di Ramses II (XIII secolo a.C.), è il più antico e il più alto di Roma da Augusto e Sisto V lo face trasferire qui nel 1589 dal Circo massimo, incaricando Domenico Fontana dei lavori. Vasche e leoni in stile egizio furono aggiunti successivamente agli inizi dell'Ottocento, sotto il pontificato di Leone XII.
Le sue esedre aggiunte da Valadier diedero alla piazza l'odierna forma ellittica, con due fontane sugli emicicli: una, verso il Tevere, raffigurante Nettuno tra due Tritoni, l'altra, sotto il Pincio, con la dea Roma affiancata dal Tevere e dall'Aniene. Il dislivello tra la piazza e il colle fu risolto da Valadier con la costruzione di ampie rampe alberate carrozzabili che salgono fin su la terrazza del Pincio. Negli ultimi anni piazza del Popolo i è trasformata in una elegante isola pedonale, un luogo di eventi pubblici e di concerti all'aperto.