1992年邓小平带领中央领导同志在广东考察后，对广东省改革开放的成就予以肯定。各地、市的市长提议在广州市建点作为市长们来南方考察、交流基地。选址于天河北的市长大厦应此而建。

中国市长大厦于1992年申报，1993年5月奠基， 1995时任广州市市长黎子流出席大厦封顶仪式。

大厦于1996年11月落成。时任国家副总理吴仪、时任国家建设部部长侯捷、时任广州市市长黎子流等国家领导及近400名市长和副市长出席落成仪式。

时任国家总理李鹏曾于1996、1997年先后两次莅临市长大厦考察。

1998年11月被评为“我最喜欢的广州现代建筑”之一

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