Stavba radnice započala brzy po založení Nového Města pražského Karlem IV. roku 1348. Byla sídlem správy Nového Města pražského až do roku 1784, kdy byla všechna čtyři pražská města spojena. V roce 1419 se stala dějištěm ozbrojeného konfliktu mezi katolíky a stoupenci podobojí. Procesí vedené Janem Želivským a Janem Žižkou žádalo před radnicí propuštění svých uvězněných stoupenců. Z radnice hodil někdo na procesí kámen, nato dav vtrhl dovnitř a vyhodil z oken na kopí a sudlice davu purkmistra, dva konšely a několik měšťanů. Tato první pražská defenestrace 30. července 1419 byla počátkem husitské revoluce. V roce 1609 se zde sešli čeští stavové, aby donutili císaře Rudolfa II. vydat Majestát, který zaručoval náboženské svobody. Spojeným pražským obcím od roku 1784 sloužila radnice Staroměstská, objekt Novoměstské radnice se stal sídlem zemského trestního soudu a byla rozšířena i původní radniční věznice, které se začalo říkat Pražská bastila. Dvě místnosti přízemního vězení se jmenují po svých prvních vězních Polévka a Jelito. Zdejší vězení okusil i vůdce chodské rebelie Jan Sladký Kozina, v roce 1848 účastníci revoluce a v roce 1894 zde proběhl proces, v němž byli odsouzeni příslušníci pokrokářské mládeže sdružení v Omladině, např. Alois Rašín či Stanislav Kostka Neumann.
Radnice je komplexem několika středověkých objektů s nejstarším východním křídlem z doby kolem roku 1377 (do Vodičkovy ulice), jižní křídlo (směrem do Karlova náměstí) bylo přistavěno v letech 1411 — 16, renesančně přestavěno a opatřeno pozdně gotickými štíty v letech 1520 — 26 Benediktem Riedem. Východní křídlo byla také přestavěno renesančně po roce 1559 Bonifácem Wohlmutem, je v něm zachována původní rozsáhlá gotická dvojlodní síň, radniční Mázhaus s křížovými žebrovými klenbami na válcových pilířích z let 1411 — 18. Klenba je největší v Praze mezi civilními budovami. Nejvýznamnější přestavba radnice probíhala v letech 1904 — 05, kdy Antonín Wiehl a Kamil Hilbert zrušili klasicistní přestavbu z počátku 19. století a uvedli budovu do renesanční podoby z 1. poloviny 16. století. Nejrozsáhlejší místností je velký Konšelský sál, na jehož stěnách jsou zbytky maleb v duchu rudolfinského manýrismu. Odtud správu Nového Města řídilo střídavě pět radních.
Nárožní gotická věž byla postavena ve druhé pololvině 14. století, v letech 1520 — 26 v ní byla vytvořena nová renesanční okna, ochoz věže a střecha jsou z let 1722 — 25. Roku 1651 byl na věž upevněn znak Nového Města, roku 1668 namalován a osazen orloj, který byl odstraněn koncem 18. století. Čtyřboká věž o čtyřech patrech je vysoká 42 metrů, vede do ní 221 schodů. Na nároží je umístěn tzv. pražský loket (59,14 cm), určený k veřejnému přeměřování. Ve věži je původně gotická, v 1. polovině 18. století zbarokizovaná kaple, původně zasvěcená Panně Marii a sv. Václavu. V kapli jsou obrazy Panny Marie se sv. Benediktem (ústřední oltářní obraz), dále sv. Jiří a dvě dřevěné plastiky světců. Kaple má nástropní alegorickou fresku Práva a Spravedlnosti a bohatou podstropní výzdobu.
Poslední rekonstrukce probíhala v letech 1976 — 1996. Jsou zde prostory pro výstavy, koncerty a společenské slavnosti. V prvním patře nad Mázhausem je svatební síň. V roce 1962 byla Novoměstská radnice prohlášena za národní kulturní památku.