Después de la Revolución francesa, el consejo municipal dirigido por el alcalde, Nicolas Delaizement, se reunió inicialmente en una sala contigua a la iglesia de San Juan Bautista en lo que ahora es la avenida Charles-de-Gaulle, antes de trasladarse a una casa en la Rue de Madrid (ahora Rue du Château) en 1809.^[2]​ A principios de la década de 1830, el ayuntamiento decidió encargar un edificio más adecuado, donde se pudiera reunir el consejo municipal y eligió un emplazamiento en la plaza Parmentier. El edificio, diseñado por Pierre Marie Marcel en estilo neoclásico, se construyó en piedra de sillería y se terminó de construir en junio de 1836.^[3]​ A principios de la década de 1880, el ayuntamiento decidió encargar un ayuntamiento más grande. El sitio elegido en esta ocasión fue una propiedad perteneciente a Élodie Balsan, miembro de la acaudalada familia Balson, en la avenida du Roule (actual avenida Achille Peretti).^[4]​^[5]​

La primera piedra del nuevo edificio se colocó el 2 de junio de 1882. Fue diseñado por Victor Dutocq y Charles Simonet en estilo neorenacentista, construido en piedra de sillería y fue inaugurado oficialmente por el prefecto del Sena, Eugène Poubelle, el 16 de enero de 1886.^[6]​

El 27 de noviembre de 1919, tras el final de la Primera Guerra Mundial, el ayuntamiento fue sede de la firma del Tratado de Neuilly-sur-Seine. El tratado, firmado por el rey búlgaro Boris III y el primer ministro búlgaro Aleksandar Stamboliski, exigía a Bulgaria la cesión de ciertos territorios a las potencias aliadas.^[7]​

Durante la insurrección de París del 19 de agosto de 1944, durante la Segunda Guerra Mundial, un tanque alemán subió las escaleras y entró en el ayuntamiento para rescatar a varios soldados alemanes que habían sido arrestados y se encontraban retenidos por la Resistencia francesa. El ejército alemán finalmente recuperó el control, pero once miembros de la Resistencia francesa murieron en el combate.^[8]​ Esto ocurrió apenas una semana antes de la liberación de la ciudad por la 2.ª División Blindada francesa, comandada por el general Philippe Leclerc, el 25 de agosto de 1944.^[9]​

Miembros de la Organización del Ejército Secreto opuestos a la independencia de Argelia, detonaron una bomba de plástico en una cabina telefónica situada en la planta baja del ayuntamiento la tarde del 24 de abril de 1961. Nadie resultó herido.^[10]​^[11]​

La estatua del agrónomo Antoine Parmentier fue trasladada de la plaza frente al ayuntamiento a la plaza Parmentier en octubre de 2023^[12]​ y fue reemplazada por una estatua del ingeniero Jean-Rodolphe Perronet.^[13]​

El diseño consiste en una fachada principal simétrica de nueve tramos que da a la Avenue du Roule, con los tramos de los extremos proyectados hacia adelante como pabellones. La sección central de siete tramos presenta tres vanos de medio punto con impostas, marcos moldeados y rejas de hierro. En la primera planta hay siete altas ventanas abatibles, cada una flanqueada por columnas de orden compuesto que sostienen un friso, una cornisa modillonada y un parapeto. Sobre los tres tramos centrales, se alza un reloj sostenido por cariátides y figuras masculinas reclinadas, coronado por un escudo de armas. Los tramos de los extremos contienen paneles rematados con tallas en la planta baja, ventanas abatibles con balcones en la primera planta y buhardillas en el ático. En el interior, las estancias principales son la Salle du Conseil (sala del consejo) y la Salle des Mariages (salón nupcial).^[14]​^[15]​

• Esta obra contiene una traducción derivada de «Hôtel de Ville, Neuilly-sur-Seine» de Wikipedia en inglés, concretamente de esta versión, publicada por sus editores bajo la Licencia de documentación libre de GNU y la Licencia Creative Commons Atribución-CompartirIgual 4.0 Internacional.