Первый кремлёвский колокол огромного размера, названный Большой Успенский колокол, был изготовлен в XVI веке по приказу Бориса Годунова литейщиком Андреем Чоховым. К сожалению, он просуществовал недолго: во время пожара в Кремле — упал и разбился.

В середине 1600-х годов из осколков Большого Успенского колокола был отлит новый, ещё больший колокол. И он просуществовал тоже недолго, так как треснул от сильного удара языка по нему. Взамен разбитого колокола был отлит еще один, но в июне 1701 года во время пожара в Кремле он упал и разбился.

В июле 1730 года Анна Иоанновна подписала указ об отливке нового Успенского большого колокола. Исполнение указа императрицы было возложено на Контору главной артиллерии и фортификации. Отливку колокола поручили Ивану Моторину, который изготовил наиболее крупные колокола для российских монастырей.

Формовка и отливка Царь-колокола производилась в специальной яме, вырытой на Ивановской площади. Первая попытка отлить колокол в 1734 году окончилась неудачей. Во время работ произошёл пожар, в результате которого была повреждена форма колокола.

Новый Царь-колокол был отлит 25 ноября 1735 года. Работы продолжались более 36 часов. В форму было залито 12 тысяч 327 пудов (201 тонна 924 килограмм) колокольной бронзы.

После окончанию работ Царь-колокол по непонятным причинам длительное время оставался в литейной яме. Там его и застал знаменитый Троицкий пожар, возникший в Кремле в мае 1737 года. При тушении огня вода попала на раскаленный металл колокола, и от него откололся кусок весом 11,5 тонн.

Более ста лет предпринимались попытки извлечения колокола из ямы, которые оканчивались неудачей. В 1836 году петербургский архитектор Огюст Монферран разработал проект подъемного устройства и специального каменного постамента для установки на него Царь-колокола. Он был извлечен из ямы и как образец литейного искусства установлен на восьмигранном постаменте из песчаника, где и стоит поныне.