Le cirque des Champs-Elysées étant jugé trop excentré et peu accessible pendant la saison hivernale, son propriétaire, l'entrepreneur de spectacle Dejean, fait édifier un nouveau cirque pour sa troupe équestre, alors très en vogue. L'emplacement retenu, bien que difficile à aménager, présente l'avantage de se trouver à proximité des théâtres du Boulevard du Crime (surnom du Boulevard du Temple).

La construction du bâtiment, confiée à l'architecte Jacques Hittorff est menée en un temps record, entre le 26 avril et le 10 décembre 1852 ! L'Empire ayant été proclamé le 2 décembre, le bâtiment est aussitôt baptisé Cirque Napoléon, ce qui lui vaut d'être inauguré par le tout nouvel Empereur.
On devine les gradins ceinturant la piste centrale dans cette vaste rotonde à pans coupés. Hittorff aménagea l'intérieur avec soin, soucieux que les quatre mille spectateurs, quelque peu entassés (de nos jours, seules deux mille personnes y sont admises...) bénéficient d'une bonne visibilité. L'immense voûte de bois n'est supportée par aucune colonne intermédiaire; à l'origine, son décor peint imitait le vaste vélum dont on recouvrait les arènes dans l'Antiquité. Toute l'ornementation rappelle la destination équestre du monument, et les couleurs vives de l'ensemble expriment le souci de gaieté du directeur du cirque tout autant que celui, plus archéologique, de l'architecte, ardent défenseur de la polychromie des monuments antiques.