ศาลากลางจังหวัดเดิมตั้งอยู่ที่ ตำบลประตูชัย อำเภอกรุงเก่า (อำเภอพระนครศรีอยุธยาในปัจจุบัน) สร้างเป็นตึก ๓ ชั้น รูปร่างคล้ายตัวที ซึ่งได้ทำการก่อสร้างมาตั้งแต่ปี พ.ศ. ๒๔๘๔ สมัยหลวงบริหารชนบท (ส่าน) เป็นข้าหลวงประจำจังหวัด โดยการสนับสนุนจากนายปรีดี พนมยงค์ รัฐมนตรีว่าการกระทรวง การคลังในสมัยนั้นซึ่งเป็นชาวอยุธยาที่ตัวตึกด้านหน้าศาลากลางจังหวัด ได้ก่อสร้างพระบรมรูปวีรกษัตริย์วีรสตรี ซึ่งได้ประกอบคุณาประโยชน์อย่างใหญ่หลวงแก่กรุงศรีอยุธยาและชาติไทยในครั้งอดีตรวม ๖ พระองค์ คือ
๑. สมเด็จพระรามาธิบดีที่ ๑ หรือพระเจ้าอู่ทอง (ครองราชย์ พ.ศ.๑๘๙๓-๑๙๑๒) พระหัตถ์ซ้ายถือปราสาทสังข์ ปฐมกษัตริย์ผู้ทรงสถาปนากรุงศรีอยุธยาเป็นราชธานี เมื่อ พ.ศ.๑๘๙๓
๒. สมเด็จพระบรมไตรโลกนาถ (ครองราชย์ พ.ศ.๑๙๙๑-๒๐๓๑) พระหัตถ์ทั้งสองถือประมวลกฎหมาย ผู้ทรงปฏิรูประบบการปกครองให้เหมาะสมกับการเติบโตของราชอาณาจักรอยุธยา
๓. สมเด็จพระศรีสุริโยทัย วีรสตรีผู้เสด็จออกรบกับข้าศึกบนหลังช้างเมื่อ พ.ศ.๒๐๙๓ และสละพระชนม์ชีพเพื่อปกป้องสมเด็จพระมหาจักรพรรดิ พระราชสวามี
๔. สมเด็จพระนเรศวรมหาราช (ครองราชย์ พ.ศ.๒๑๓๓-๒๑๔๘) พระหัตถ์ขวาถือพระแสงของ้าว พระหัตถ์ซ้ายถือพระมาลา ผู้ทรงกอบกู้เอกราชกรุงศรีอยุธยาหลังจากเสียแก่กรุงหงสาวดีครั้งแรก
๕. สมเด็จพระนารายณ์มหาราช (ครองราชย์ พ.ศ.๒๑๙๙-๒๒๓๑) พระหัตถ์ทั้งสองถือพระราชสาส์น ผู้ทรงเจริญสัมพันธไมตรีกับต่างประเทศอย่างกว้างขวาง โดยเฉพาะการส่งคณะราชทูตไปถึงประเทศฝรั่งเศสในสมัยพระเจ้าหลุยส์ที่ ๑๔ ทรงนำเอาวิทยาการตะวันตกมาปรับใช้ และเป็นยุคที่การติดต่อค้าขายเจริญรุ่งเรือง
๖. สมเด็จพระเจ้าตากสินมหาราช (ครองราชย์ พ.ศ.๒๓๑๐-๒๓๒๕) พระหัตถ์ทั้งสองถือพระแสงดาบ ผู้ทรงกอบกู้เอกราชหลังจากเสียกรุงให้แก่อังวะในปี ๒๓๑๐ และย้ายศูนย์กลางอาณาจักรไปอยู่ที่กรุงธนบุรี
อาคารศาลากลางจังหวัดหลังเดิมได้ใช้ในการปฏิบัติหน้าที่ราชการและบริการประชาชนมาจนมีสภาพชำรุดทรุดโทรมยากแก่การซ่อมบำรุง และไม่สามารถรองรับส่วนราชการประจำจังหวัดได้เพียงพอ ประกอบกับที่ตั้งอยู่ในเขตโครงการนครประวัติศาสตร์พระนครศรีอยุธยา ซึ่งได้รับการยกย่องจากองค์การสหประชาชาติ ให้เป็นมรดกโลก และกรมศิลปากรได้ซ่อมแซมให้เป็นศูนย์กลางทางประวัติศาสตร์และการท่องเที่ยวจังหวัด จึงมีโครงการย้ายศาลากลางออกไปอยู่นอกพื้นที่อุทยานประวัติศาสตร์
ต่อมานายจตุรงค์ ด่านชัยวิโรจน์ นางขวัญลักษณ์ ด่านชัยวิโรจน์ นายวรพจน์ ด่านชัยวิจิตร และนางสมพิศ ด่านชัยวิจิตร ได้อุทิศที่ดินริมถนนสายเอเซีย หมู่ที่ ๓ ตำบลคลองสวนพลู อำเภอพระนครศรีอยุธยา ให้กับทางราชการจำนวน ๗๐ ไร่ ๑ ตารางวา ราคาทุนทรัพย์ ๗๐,๐๐๔,๙๕๑.๖๐ บาท โดยอุทิศให้
๑. ก่อสร้างศูนย์ราชการ จำนวน ๕๓ ไร่ ๒ งาน ๑๖ ตารางวา
๒. ให้องค์การบริหารส่วนจังหวัดก่อสร้างถนนสาธารณะ จำนวน ๑๖ ไร่ ๑ งาน ๒๕ ตารางวา
มีพิธีมอบโฉนดที่ดินวันพุธที่ ๒๒ สิงหาคม ๒๕๓๓ ณ กระทรวงมหาดไทย โดยมีรัฐมนตรีว่าการกระทรวงมหาดไทย (นายบรรหาร ศิลปอาชา) เป็นประธานในพิธีรับมอบ จังหวัดพระนครศรีอยุธยา จึงได้เสนอโครงการก่อสร้างศูนย์ราชการจังหวัดต่อกระทรวงมหาดไทย เพื่อขอความเห็นชอบต่อคณะกรรมการจัดวาง ผังแม่บทศูนย์ราชการส่วนภูมิภาคของกระทรวงมหาดไทย ซึ่งคณะกรรมการได้อนุมัติโครงการก่อสร้างโดยแบ่งการดำเนินการออก ๓ ระยะ คือ
ระยะที่ ๑ (ระหว่างปีงบประมาณ พ.ศ.๒๕๓๖ - ๒๕๓๘) ก่อสร้างอาคารศาลากลางจังหวัดพระนครศรีอยุธยา และระบบสาธารณูปโภค
ระยะที่ ๒ (ระหว่างปีงบประมาณ พ.ศ.๒๕๓๗ - ๒๕๓๘) ก่อสร้างศาลาประชาคม
ระยะที่ ๓ (ระหว่างปีงบประมาณ พ.ศ.๒๕๓๘ - ๒๕๓๙) ก่อสร้างอาคารสูง ๑๐ ชั้น จำนวน ๒ หลัง เพื่อรองรับส่วนราชการทุกส่วน
พ.ศ. ๒๕๓๕ กระทรวงมหาดไทยจัดสรรงบประมาณเป็นค่าถมดิน จำนวน ๖,๐๐๐,๐๐๐ บาท บริเวณที่จะก่อสร้างศาลากลางจังหวัด ๑๐ ไร่ พ.ศ. ๒๕๓๖ ได้จัดสรรงบประมาณ จำนวน ๕,๙๐๐,๐๐๐ บาท เป็นค่าก่อสร้างศาลากลางจังหวัดพร้อมระบบสาธารณูปโภค โดยผูกพันงบประมาณปี พ.ศ.๒๕๓๗ จำนวน ๕๒,๑๐๐,๐๐๐ บาท และปี พ.ศ.๒๕๓๘ จำนวน ๖๑,๗๐๐,๐๐๐ บาท และกระทรวงมหาดไทยให้จังหวัดดำเนินการประกวดราคาได้ บริษัท แซมคอน จำกัด เป็นผู้รับเหมาในวงเงิน ๑๑๙,๐๐๐,๐๐๐ บาท กำหนดแล้วเสร็จใน ๖๗๕ วัน ลงนามในสัญญาจ้าง วันที่ ๑๕ มีนาคม ๒๕๓๗ กำหนดแล้วเสร็จในวันที่ ๑๘ มกราคม ๒๕๓๙ เป็นอาคารทรงไทยสูง ๔ ชั้น พื้นที่ใช้สอย ๙,๑๙๖ ตารางเมตร
จังหวัดพระนครศรีอยุธยาได้จัดพิธีวางศิลาฤกษ์วันจันทร์ที่ ๘ สิงหาคม ๒๕๓๗ เวลา ๑๓.๐๑ น. โดยรัฐมนตรีว่าการกระทรวงมหาดไทย(พลเอกชวลิต ยงใจยุทธ) เป็นประธาน ณ บริเวณที่ก่อสร้างศาลากลาง จังหวัดพระนครศรีอยุธยาได้จัดพิธีบวงสรวงลาศาลากลางหลังเก่า วันที่ ๒๕ มกราคม ๒๕๓๙ เวลา ๐๘.๐๐ น. และเวลา ๑๐.๐๐น.ได้จัดพิธีสงฆ์และบวงสรวง ศาลากลางใหม่ เริ่มปฏิบัติงาน ณ ศาลากลางใหม่ตั้งแต่วันที่ ๒๙ มกราคม ๒๕๓๙ เป็นต้นมา