O espaço remonta a 1838, altura em que, num terreno adquirido pela autarquia ao cabido da cidade, no qual existia um lameiro atravessado por um riacho que formava uma bolha de água, nasceu uma feira ao ar livre.
A edificação do atual mercado, projetado pelo arquiteto Correio da Silva, começou em 1914, sendo uma obra de vanguarda para a época, na sequência da utilização do betão armado em conjugação com estruturas metálicas, coberturas em madeira e cantaria de pedra granítica. Sete décadas depois, uma inspeção camarária detetou patologias construtivas graves nos pavimentos, sendo então adjudicadas obras de consolidação à empresa Teixeira Duarte. Depois da empreitada, os técnicos concluíram que era necessária uma intervenção de consolidação e reabilitação do mercado, tendo a autarquia decidido abrir um concurso. Assim, em setembro de 1992, o município aprova um projeto da autoria de Joaquim Massena, que ficou a aguardar execução, sendo retomado em 1994 para incluir uma estação do Metro do Porto, que se começava a desenhar. Ainda assim, nunca chegou a sair do papel. Mais tarde, em 2006, a câmara decidiu abrir um concurso público internacional para a conceção, projeto, construção e exploração do Mercado do Bolhão, ao qual concorreram o Grupo Amorim e a TCN. Dois anos depois, acabaria por ser aprovado o projeto da holandesa TramCroNe (TCN), que previa que a autarquia cedesse o edifício por 50 anos, recebendo um milhão de euros no momento da emissão da licença de construção. A proposta não foi bem recebida pelos comerciantes e a iniciativa acabou por ser anulada. No mesmo ano, assinou-se um protocolo com o Ministério da Cultura para a reabilitação do mercado, cujo projeto ficaria a cargo do Instituto de Gestão do Património Arquitetónico e Arqueológico (IGESPAR), mas a falta de financiamento para as obras, então orçadas em 20 milhões de euros, foi adiando o início da empreitada.
