De esta plaza salen las calles de Gran Vía, Princesa y la Cuesta de San Vicente. Se encuentra también junto a la calle de Bailén, lo que la sitúa junto al Palacio Real de Madrid. Con 36 900 metros cuadrados es una de las mayores plazas de España. Es bastante usual encontrarse en esta plaza grupos de turistas de todas las nacionalidades en cualquier época del año.
Al trasladar Felipe II la Corte de Toledo a Madrid en 1561, en la zona de la actual Plaza de España apenas había huertas que se regaban con el arroyo de Leganitos, que nacía en la cercana fuente de los Caños. En el plano de Texeira de 1656, aparece dentro de la cerca construida por Felipe IV. Carlos III compró para los frailes del antiguo convento de San Gil, situados entonces al lado del Palacio Real, un área para construir el convento de Gilitos, al que deberían trasladarse. La obra se realizó según planos del arquitecto Manuel Martín Rodríguez, pero nunca llegó a ser habitado por los monjes.
En su lugar, José Bonaparte instalará el cuartel de San Gil, en principio, de guardias de Corps, al que se le añadirían más adelante caballerizas, pasando a ser cuartel de Caballería y posteriormente de Artillería. Fruto de largos debates a lo largo del siglo XIX para el ensanche de Madrid, se consigue por fin superar el gran obstáculo, derribando la gran mole del cuartel de San Gil en 1908. Con esta y otras actuaciones, se lograba aprobar el anteproyecto de formación de la Plaza de España en 1909 y el proyecto definitivo de la misma, en 1911.
A fecha de 2012, y en el contexto de una crisis económica, varios de los edificios de la Plaza de España se encuentran vacíos. Dos de ellos, los números 4 y 5, se hallan okupados y convertidos en viviendas irregulares, mostrando un deterioro significativo.