La piazza, inaugurata nel 1833, fu creata su progetto dell’architetto Alessandro Gherardesca per volere del granduca di Toscana Ferdinando III, seguendo, con la definizione del grande spazio pseudo-rettangolare, i nuovi canoni urbanistici ed estetici della Restaurazione.

Al centro della cornice alberata campeggia la statua di Pietro Leopoldo I, realizzata da L. Pampaloni nel 1829 sull’alto piedistallo di marmo, decorato con bassorilievi di E. Santarelli.

Lo spaccato urbano in cui si inserisce la piazza ricopre un notevole interesse storico e in epoca medievale è chiamato con il toponimo civitate vetera per la presenza di ruderi della città romana. Di notevole interesse è inoltre il tessuto edilizio che ne definisce i confini. Su tutto il lato nord si estende il complesso medievale dell’ex-monastero femminile di Sant'Anna – oggi sede dell’omonima scuola di perfezionamento; su quello est la duecentesca chiesa di Santa Caterina e la piazza antistante ricavata dalla demolizione di alcuni edifici e destinata ad area cimiteriale già in epoca medievale. Sempre sul lato est è ancora visibile il piccolo oratorio della Compagnia del Crocione, soppresso nel 1782 e oggi sala-teatro.

Gran parte dello spazio centrale dell’odierna piazza era invece occupato, a partire della fine dell’XI secolo, dalla chiesa di San Lorenzo alla Rivolta con annessi ospedale e monastero, e dal palazzo del conte Neri di Donoratico, che risulta già abbattuto alla fine del XIV secolo.

Il complesso di San Lorenzo fu ceduto dal granduca alla comunità pisana nel 1815, affinchè ne provvedesse all’abbattimento e predisponesse il progetto per la nuova piazza. Furono necessari circa quindici anni per giungere al progetto definitivo, anni in cui l’area fu concessa in uso a domatori di cavalli e utilizzata dalle lavandaie per stendere il bucato, con grande sdegno di tutta la popolazione.