Название середины XIX века, дано по существовавшему с 1851 года на этом месте Цветочному рынку.
    В 1789—1791 годах русло реки Неглинной, протекавшей по современному Цветному бульвару, было превращено в канал, берега которого укрепили каменной кладкой. Разлив реки в центральной части современного бульвара был превращён в бассейн. В 1819 году река была убрана в подземную трубу, а бассейн уничтожен. К 1830-м годам на месте бывшей речной поймы сформировался бульвар.
    Первоначально бульвар назывался Трубным бульваром, однако после строительства в 1851 году в этом месте Цветочного рынка получил своё нынешнее название — Цветной бульвар.
    Постепенно бульвар был обстроен каменными домами и приобрёл славу излюбленного места прогулок и увеселений горожан. К концу века из-за многочисленных питейных заведений, открывшихся на бульваре, он приобрёл сомнительную славу места, где собирается городское дно.
    В 1880 году на Цветном бульваре был открыт Московский цирк, в 1937 году основан Центральный рынок. В 1947 территория бульвара благоустроена, а в 1958 открыт панорамный, позднее широкоформатный кинотеатр «Мир». В 1988 году была открыта станция метро «Цветной бульвар». В 2007 году в начале Цветного бульвара на Трубной площади открыта станция «Трубная».
    Ещё одна глобальная реконструкция ждала бульвар в начале XXI века. На бульваре был сооружён фонтан, проведено благоустройство, однако в то же время было вырублено значительное количество старых деревьев, в связи с чем работы на бульваре подвергались критике со стороны экологических организаций