Рынок построен в 1915-1916 годах по проекту архитектора В. Г. Шуйского в стиле модерн. Во время Сталинградской битвы здание сильно пострадало, но основные конструкции его уцелели, благодаря чему уже в 1944 году было восстановлено, хотя и без двух павильонов со стороны улицы Советской.

В 1957-1962 годах по проекту архитектора В. М. Кибирева была возведена пристройка со стороны улицы Советской – «молочный корпус» – что существенно увеличило торговую площадь рынка, скрыв при этом историческую часть здания (таким образом, сегодня её можно наблюдать только со двора центрального рынка).

Сегодня торговая площадь помещений центрального рынка значительно больше. В 1971 году по проекту архитектора А. К. Савченко и инженера А. Калинина был возведён новый торговый зал. В 2007 году он был реконструирован, в нем разместился сетевой супермаркет и галерея небольших магазинов.