La traza primitiva del centro de Atlixco es reticular, contemplaba la ubicación de la Plaza de Armas, la iglesia parroquial, las casas de cabildo, así como los solares y huertas de por lo menos las calles inmediatas a la plaza, en donde ya existían algunas de las casas principales de los vecinos españoles que demandaban el reconocimiento de la población existente. La Villa de Carrión fue trazada a “cordel y regla” siguiendo el diseño de damero, en cuyo centro se trazó una plaza que daba origen a las calles hacia los cuatro puntos cardinales y alrededor de la cual se instalaron las “casas reales” y los “portales” de los mercaderes. De acuerdo a los datos en una estela informativa ubicada en la esquina suroeste de la plaza, Fray Toribio de Benavente en 1541 refirió la existencia del tianguis o mercado en el sitio y que un año después se habían otorgado algunas mercedes de tierras y plantado árboles frutales.

Los primeros edificios de los que se tiene noticia en el siglo XVI, son algunas casas y portales, calles, tiendas y una primera estructura de la parroquia, edificada con materiales perecederos. En torno a ese espacio, se encuentran la casa de la Audiencia sobre la calle Morelos, el templo parroquial, el Palacio Municipal, la casa del Conde de Santa Martha en el portal Hidalgo y la casa Colorada, construidas entre los siglos XVI al XIX. La fisonomía actual de la plaza data de la primera mitad del siglo XIX y se modificó en 1954, cambiándole las bancas de herrería por las que actualmente tiene de azulejos con paisajes. El conjunto del zócalo actual es de la última mitad del siglo XX. En 1999 se hizo una nueva intervención. En la primera mitad del siglo XX estuvo ubicada en un costado la terminal de autobuses y hasta 1954 estuvo una fuente de piedra donada por don Antonio Garfias y un kiosco.