Przed hotelem w tym miejscu znajdował się pałac Tarnowskich, w którym mieściły się instytucje publiczne. Cztery lata przed rozpoczęciem budowo, nieruchomość została kupiona przez spółkę, w skład której wchodzili: Ignacy Paderewski, Stanisław Roszkowski i Edmund Zaremba. Jeszcze w tym samym roku na fragmencie gruntu powstała rotunda, w której prezentowana była Panorama Golgota Jana Styki.
O budowie hotelu w 1898 roku na pozostałej części placu zadecydował Stanisław Roszkowski. Powołano Towarzystwo Akcyjne Budowy i Prowadzenia Hotelów w Warszawie, które miało nadzorować budowę. Roszkowski znalazł kilku akcjonariuszy oraz nakłonił Ignacego Paderewskiego do sprzedania spółce placu i nabycia akcji.
Na konkurs na projekt hotelu wpłynęło 17 prac. W listopadzie 1898 sąd konkursowy wybrał zwycięską pracę autorstwa Tadeusza Stryjeńskiego i Franciszka Mączyńskiego. Projekt przedstawiał przyszły hotel w secesyjnym stylu jednak TABiPH zdecydowało się na jego przerobienie. Pracę zlecono Władysławowi Marconiemu, który zmienił charakter elewacji na neorenesansową, a formę budynku na monumentalną. Secesyjny wystrój wnętrz został zamówiony u Otto Wagnera młodszego.
22 kwietnia 1899 roku uroczyście wmurowano kamień węgielny. Po zaledwie półtora roku obiekt był już w stanie surowym. Pierwszym wydarzeniem z cyklu podsumowującego zakończenie budowy było przyjęcie dla pracujących przy powstawaniu hotelu. Zorganizowano je 16 listopada 1901 roku, trzy dni później uroczyście powitano pierwszego gościa.
Hotel posiadał elektrownię, centralne ogrzewanie, podwójną wentylację, na piętrach hydranty przeciwpożarowe, drabinę ratunkową oraz ogniotrwałe stropy, ściany działowe i podłogi.
Hotel wyposażony był w 11 wind. Kryształowa winda dla gości zabierał 8 osób i poruszała się z prędkością 110 cm/sekundę. W hotelu było zainstalowanych również 6 numerów telefonicznych, co przy liczbie ogólnej 800 w całej Warszawie, robiło wrażenie.
Do dyspozycji gości były pokoje znajdujące się na czterech piętrach hotelu. Na każdym z nich było 50 pokoi. 80 składało się z przedpokoju, sypialni i salonu, 20 miało łazienkę i WC. 120 pokoi składało się z jednego pomieszczenia ale dzięki drzwiom w amfiladzie można było je łączyć. Najbardziej oryginalne wnętrze o wystroju secesyjnym posiadał narożny apartament na I piętrze pod nr 109. Do dziś przetrwała z niego jedynie mahoniowa toaletka.
W początkach swego istnienia hotel przynosił straty. Przyczynił się do tego m.in. dług hipoteczny, który zaciągnięto na cele związane z budową. Dopiero po około 10 latach Bristol zaczął przynosić zyski czerpane m.in. z wynajmu pomieszczeń handlowych i usługowych. Ceny za wynajem pokoju wahały się od 8 do 25 rubli za apartament na dobę.
W 1928 roku właścicielem hotelu został Bank Cukrownictwa, który zdecydował się na przeprowadzenie w budynku gruntownego remontu. Pozwoliło to hotelowi wejść do czołówki najlepszych polskich hoteli.
Szczęśliwie, obiekt uległ nieznacznemu zniszczeniu podczas powstania warszawskiego. W niewielkim stopniu uszkodziły go także pożary podczas ofensywy styczniowej. Po wojnie przeszedł drugi remont. Był siedzibą wielu instytucji, m.in. Państwowego Zjednoczenia Przemysłu Młyńskiego. 26 września 1947 został zabrany przez miasto ale jego właścicielem do połowy 1948 pozostał Bank Cukrownictwa. W restauracjach hotelu powstała Gospoda Ludowa.
Od 1952 Bristol przeszedł pod zarząd Orbisu. Hotelowi nadano nowy wystrój w stylu realizmu socjalistycznego. Następnie podjęto starania zmierzające do przeprowadzenia w obiekcie kapitalnego remontu. Jednak nie znaleziono wykonawcy, który sprostałby wymaganiom. W 1973 Bristol stał się hotelem II kategorii, a cztery lata później premier Piotr Jaroszewicz przekazał budynek Uniwersytetowi Warszawskiemu w celu ulokowania tam biblioteki.
W listopadzie 1981 hotel został zamknięty. Do tego czasu jego kawiarnia pozostawała miejscem spotkań warszawskiej bohemy i elity towarzyskiej. Po wieloletnim remoncie został odrestaurowany i 17 kwietnia 1993 ponownie otwarty. W uroczystości uczestniczyła Margaret Thatcher, która dokonała otwarcia hotelu.
W styczniu 2013 po zakończonym remoncie wnętrz Hotel Bristol dołączył do jednej z najbardziej prestiżowych sieci hotelowych – The Luxury Collection.
W ciągu swojej ponad stuletniej historii hotel zasłynął ze znanych gości, bali i przyjęć organizowanych m.in. z takich okazji jak otrzymanie Nagrody Nobla przez Marię Skłodowską-Curie czy sukcesy śpiewaczki operetkowej Lucyny Messal. Swoje atelier miał w nim Wojciech Kossak, który swoje zobowiązania finansowe wobec hotelu obrazami, które wisiały w jednej z sal restauracyjnych. To w jego murach, w lipcu 1923 roku Józef Piłsudski oznajmił, że wycofuje się z życia politycznego.
