Un champ de Mars, ou terrain pour les manoeuvres militaires, était aménagé dans le bastion des Jésuites depuis les années 1740. Comme l'attestent divers documents, l'emplacement servait successivement de champ pour les rassemblements et les parades militaires jusqu'à la fin du XVIIIe siècle. En 1812, lors de la démolition des fortifications et du réaménagement de ces réserves militaires, les commissaires proposent d'élargir l'ancien terrain d'exercices en créant une grande terrasse derrière les édifices institutionnels de la rue Notre-Dame, entre la rue Saint-Gabriel et l'axe de la rue Gosford. Bien que le terrain demeure propriété de la Couronne (jusqu'à la cession par le gouvernement fédéral en 1974), les commissaires ont reçu l'approbation de réaliser leur projet. Afin de stabiliser le sol sur le côté de la rue Saint-Antoine, ils ont fait planter des arbres qui agrémentent le site et qu'on aperçoit dans l'iconographie de cet endroit au cours du XIXe siècle.

Utilisé dès le début comme terrain de manoeuvres militaires, le Champ-de-Mars le sera encore davantage à partir de 1886, lorsqu'on établit le manège militaire de la rue Craig (Saint-Antoine). Ce grand espace au coeur de la ville servira aussi à d'autres fins. Suite à la grande conflagration de juillet 1852, il a servi de campement pour les Montréalais sinistrés. À partir de 1889, la Ville louait le terrain du gouvernement fédéral pour un dollar par année, à la condition que la Ville assure son entretien et le rende accessible aux miliciens sur demande. Un marché public en plein air y est aménagé entre 1899 et les années 1920, avant d'être remplacé par un terrain de stationnement. Mais pendant la Deuxième Guerre mondiale, les voitures devront encore céder la place aux militaires.

Entre 1986 et 1991, des fouilles archéologiques ont mis à jour les vestiges des fortifications dans ce secteur. Ces vestiges, que l'aménagement de l'esplanade du Champ-de-Mars en 1992 met en valeur, suggèrent au visiteur l'ampleur des remparts qui entouraient la ville fortifiée d'autrefois.

Des travaux de stabilisation et de mise en valeur des vestiges archéologiques du Champ-de-Mars ont par la suite été réalisé en 2010 et 2011, assurant ainsi la protection des vestiges des fortifications et des sections reconstruites en 1992.