Первый цирк в России появился ещё в петровские времена. Тогда в Санкт-Петербурге выступали в основном иностранные артисты, главным образом из Голландии и Франции. Для цирковых представлений в разных районах города строили деревянные временные арены. На том месте где находится существующее здание цирка такая арена была построена в 1827 году для конной группы Жака Турниера. Это стало первым стационарным сооружением для выступлений артистов в Санкт-Петербурге. К 1842 году здание пришло в ветхость и было сломано.
22 ноября 1845 года открыли цирковую арену для труппы Александра Гверры на месте нынешнего Мариинского театра. В 1846 году подобное здание появилось около Александринского театра, на территории современного сада при Аничковом дворце.
У Михайловского манежа в 1867 году была построена новая арена. Появилась она здесь для труппы Карла Гинне. Программа этой труппы не пользовалась популярностью, в 1869 году Гинне пригласил на помощь мужа своей сестры, известного наездника и дрессировщика - Гаэтано Чинизелли. Гаэтано приобрёл среди зрителей огромную популярность, стал руководителем труппы Гинне. Он взял в аренду участок земли у Фонтанки, где когда-то был цирк Турниера, и стал просить разрешение на строительство здесь нового здания для выступлений. Разрешение сразу не дали. Среди причин для отказа называли то, что здание закроет фасад Инженерного замка, нарушится парк при нём. Чинизелли в порядке компенсации предложил сломать деревянное здание у Манежа, на его месте устроить сквер с фонтаном. В конце концов в 1875 году разрешение было получено.
Проект нового цирка разработал Василий Александрович Кенель. Архитектор первым в России спланировал здание с учётом цирковой специфики. Зрительный зал построен без единой колонны. Цирк открылся 26 декабря 1877 года. В 1881 году по требованию пожарной комиссии в амфитеатре были сделаны боковые входы, а с обеих сторон от каждого из них - лестницы, ведущие вниз до самой арены. Такой вид зала сохранился до настоящего времени. Сквер Чинизелли, как и обещал, устроил. Он тоже существует и поныне.
Цирк вмещал 5000 зрителей. Для различных сословий в зрительном зале существовали свои места, в каждый сектор вёл отдельный вход.
С цирком Чинизелли связано не мало известных имён. Здесь работали основатели русской школы дрессировки братья Анатолий и Владимир Дуровы. На арене Чинизелли начал свою карьеру борец Иван Поддубный.
В 1919 году владелец цирка Спициона Чинизелли (средний сын Гаэтано Чинизелли) уезжает из России. Здание перешло к новой власти.
В советское время здесь как и прежде стали выступать знаменитые артисты. Клоун М. Н. Румянцев представил публике знаменитого "Карандаша". В 1920-30 годах в Ленинград переехала семья Запашных, именно здесь росло новое поколение этой известной цирковой династии. С ленинградским цирком тесно был связан иллюзионист Э. Т. Кио. Здесь выступали Юрий Никулин, Олег Попов, Юрий Куклачёв.
В 1928 году здание цирка было перестроено. Исчезло классовое деление мест на сектора. Теперь каждый посетитель мог спуститься на первый этаж и воспользоваться буфетом. Однако этот буфет часто не мог успеть обслужить всех желающих. Царская ложа была переоборудована в оркестровую. Убрана скульптурная группа с аттика фасада, теперь фасад венчался надписью "Госцирк".
В 1928 году в здании цирка был открыт Музей цирка и эстрады.
Существующий сегодня вид здание цирка приобрело в 1960-е года. Внешняя одноэтажная галерея была надстроена на всю высоту здания. Здание приобрело дополнительный объём, здесь были устроены дополнительные фойе и гардеробы. Деревянное покрытие купола заменили железобетонным. Внутреннее пространство зала стало более просторным и удобным для зрителей. Окончательно были убраны перегородки между секторами в зрительном зале. С 1963 года над главным входом светились большие буквы "ЦИРК".
В июне 2001 года перед центральным входом была открыта скульптурная группа "Цирк приехал".
