Центральная ось города Ханбалык (название Пекина во времена монгольской империи Юань, китайское название – «Даду») простиралась от центральной возвышенности Чжунсиньтай (в настоящее время западная оконечности Барабанной башни внутреннего города) на севере до Ворот Личжэнмэнь (ныне – ворота Чжэнъянмэнь) на юге, задавая основной тон развитию Пекина на протяжении нескольких последующих столетий. Центральная осевая линия Ханбалыка не пронизывала весь город целиком, а находилась лишь в южной половине города. Уникальный величественный градостроительный порядок Пекина сформирован именно благодаря появлению Центральной оси.
На начальном этапе правления династии Мин (1368-1644 годы) Центральная ось Пекина была продлена. Ее северная оконечность переместилась к новой Колокольной башне, возведенной во времена императора Чжу Ди, правившего под девизом Юнлэ («Вечная радость»), а южная оконечность – на юг к новым воротам Личжэньмэнь (позже были переименованы в ворота Чжэнъянмэнь). Запретный город, холм Ваньсуйшань (ныне Цзиншань), храм Таймяо, Алтарь Шэцзитань, Алтарь Тяньдитань (Храм Неба), Алтарь Шаньчуаньтань (Алтарь Сяньнунтань) и другие важные сооружения на линии Центральной оси также сформировались в тот период. В средний и поздний периоды династии Мин при императоре Чжу Хоуцун, правившем под девизом Цзяцзин («Чудесное умиротворение»), был возведен Внешний город. Алтарь Сяньнунтань и Храм Неба были включены во Внутренний город. Линия Центральной оси протянулась до ворот Юндинмэнь, а ее общая протяженность достигла 7,8 километров. В тот период сложилась общая структура Центральной оси.
В эпоху династии Цин (1644-1911 годы) самым значимым изменением стал перенос на линию Центральной оси павильона Шоухуандянь (павильон Вечного императорского долголетия) с северо-восточной оконечности холма Цзиншань на север Цзиншань при императоре Айсиньгьоро Хунли, правившем под девизом Цяньлун («Небесное процветание», на возвышенности Цзиншань было возведено пять беседок, которые стали пиками на линии Центральной оси.
Символом открытия ансамбля оси для широкой публики стало превращение Алтаря Шэцзитань в Центральный парк в 1917 году. С этого начался процесс общественной трансформации объектов на Центральной оси Пекина, в ходе которой она претерпела множество преобразований. Самое масштабное – преобразование ансамбля площади Тяньаньмэнь. Дизайн площади унаследовал концепцию линии Центральной оси Пекина. Последовательно один за другим на площади были сооружены Памятник народным героям, Дом Всекитайского собрания народных представителей, Музей китайской революции, Музей истории Китая (ныне Национальный музей Китая) и Мавзолей Мао Цзэдуна.
По мере укрепления осознанности в защите культурного наследия, а также углубления понимания значимости Центральной осевой линии Пекина, постепенно была развернута работа по охране культурного наследия Центральной оси, реконструкции исторических достопримечательностей и восстановлению важных утраченных ранее сооружений. В 2011 году началась работа по составлению заявки на включение ансамбля линии Центральной оси Пекина в список Всемирного культурного наследия. В 2013 году Центральная ось Пекина была внесена в Предварительный список объектов Всемирного наследия ЮНЕСКО. 2022 год стал ключевым в ходе заявки на включение линии Центральной оси в список Всемирного культурного наследия, в ходе которого сформирована окончательная версия заявки. В 2024 году в Нью-Дели Индии был представлен важный результат, который способствовал включению линии центральной оси Пекина в Список всемирного наследия