Depuis le 13e siècle, des remparts de terre sont installés en haut des pentes de la Croix-Rousse. Au 16e siècle, ils sont remplacés par des remparts en pierre. Dés lors, le boulevard est un chemin qui longe les remparts.
Les remparts marquent la limite de la ville de Lyon jusqu’en 1852, date du rattachement de la Croix Rousse à Lyon. En 1865, pour faciliter l’intégration de la Croix-Rousse à la ville, les remparts sont détruits, permettant la réalisation du boulevard de l’Empereur. La mairie y est construite, et des arbres sont plantés.

Très vite, le Marché de la Croix-Rousse s’y installe, ainsi que la vogue (ancienne fête paroissiale de l’église Saint-Denis).

Les places triangulaires qui longent le boulevard (Tabareau, Tapis ...) sont les emplacements d’anciens bastions.

Le train de la ligne Lyon - Trévoux - surnommé "La Galoche" - traversait le boulevard jusqu’en 1914. La dangerosité de l’endroit lui avait valu le surnom de "guillotine".