早在
西周时这里的温泉便已被发现，叫“星辰汤”。幽王曾在此建“骊宫”，至秦始皇以石砌池，名“骊山汤”、“神女汤”。后经汉、隋、唐历朝帝王修扩，至唐玄宗时，宫室扩建并纳汤池于其中，宫室改名“华清宫”，汤池从此也改叫“华清池”。
华清池因为唐玄宗的爱妃杨玉环在此一濯芳泽，以及他们之间缠绵悱恻的爱情故事而从此蜚声天下。华清池现存唐代汤池中有一个海棠汤，池内平面呈盛开的海棠花状，便是当年唐明皇作为爱情的礼物赐给杨贵妃的，也称贵妃池。杨贵妃有羞花闭月之貌，她的美更因温泉水的滋养而更妩媚迷人。白居易《长恨歌》中“春寒赐浴华清池，温泉水滑洗凝脂。侍儿扶起娇无力，始是新承恩泽时。”记录的便是杨贵妃在海棠汤出浴后的娇态，为世人留下了一幅美丽的“贵妃出浴图”。据说，杨贵妃能长期“三千宠爱在一身”，唐玄宗六七十岁仍风流倜傥，都与长期泡汤沐浴大有关系。
华清池见证过多少历史风云变幻。现代史上震惊中外的“西安事变”也是发生在这里。1959年，郭沫若先生游览华清池后感慨万千，亲笔题写“华清池”金字匾，并作诗曰：“不仅宫池依旧制，而今庶民尽天王。”