Dem großherzoglichen Schloß vorgelagert, unterbricht der Luisenplatz die auf das Schloß zuführende Rheinstraßenachse. Neben dem Marktplatz als Mittelpunkt für Handel und Gewerbe, Versammlungs- und Kommunikationsort der Bürgerschaft überwog bei der Projektierung des Luisenplatzes von vornherein der repräsentative Charakter (Parade- und Flanierplatz). Über verschiedene Entwicklungsstufen hat der Platz zu seiner heutigen Gestalt gefunden. Die erste Stufe ist dem 1698 entstandenen "Hugenottenplan" zu entnehmen. Zur Zeit des Schloß-Wiederaufbaus nach 1715 ist in einem Plan, der Louis Remy de la Fosse zugeschrieben wird, die Gestalt des Platzes unverändert geblieben. Die markante Ausklinkung der Rheinstraßenecken beschränkte sich damals auf die Ostseiten des Platzes. Im Bebauungsplan von Johann Helfrich Müller hat der Platz 1791 seine klassizistische Form mit den charakteristischen Ausklinkungen auch auf der westlichen Seite erhalten. 1770-80 wird das Kollegienhaus als nördlicher Platzabschluß gebaut. 1794 entstehen die beiden Eckhäuser an der unteren Rheinstraße, 1798 und 1804 die Häuser an der Wilhelminenstraße. 1804 wurde mit dem Wohnhaus für Kammerrat Moldenhauer, aus dem später das Prinz-Alexander-Palais werden sollte, die Platzanlage vollendet. 1824 wird der nach 1840 auf dem Mathildenplatz stehende Löwenbrunnen auf der Südseite vor dem Alten Palais aufgestellt. 1844 erhält der Platz - französischem Vorbild folgend - durch die Ludwigssäule seine zentrale Markierung, umgeben von einer relativ einheitlichen, barocken und klassizistischen Platzrandbebauung. Bei der Umgestaltung 1882/83 durch Stephan Braden schuf Hofgärtner Dittmann vor Kollegienhaus und Palais eingezäunte Grünrabatten mit Büschen und eine, den ganzen Platz umziehende Baumreihe. 1908 erhielt der Platz von Joseph Maria Olbrich zwei Brunnenschalen. Mit der Führung der Pferde-, Dampf- und Straßenbahn über die Platzanlage änderte sich auch die Funktion des einstigen Parade- und Flanierplatzes.

Nach der Kriegszerstörung der Darmstädter Innenstadt 1944 erfolgte die Wiederherstellung des Luisenplatzes als zentraler Stadtplatz mittels des Wiederaufbaus der Platzränder in der Formsprache der Fünfziger Jahre, jedoch unter Berücksichtigung der historischen Platzkonturen und Traufhöhen. Die überkommenen historischen Elemente (Brunnenschalen, Säulenmonument, Kandelaber und Liebig-Denkmal) erfuhren dabei jedoch zunächst keine gestalterische Neueinbindung. Diese ergab sich erst durch die Neugestaltung des Platzes in den Jahren 1979/80. Sie verfolgte das Ziel, die klassizistische Grundstruktur, seine Symmetrie und Axialität, sowie die verbliebenen historischen Elemente zu betonen und die Verkehrsachsen optisch zu überspielen. Bis heute ist der Platz gemäß seiner historischen Grundstruktur erhalten.