Progettata dall’architetto Carlo di Castellamonte (1560-1640) a partire dal 1637-1638, e portata a compimento solo nei primi anni Cinquanta del secolo, piazza Reale (oggi San Carlo) costituisce il fulcro dell’ampliamento meridionale della città inaugurato nel 1620, spazio di rappresentanza e luogo di mercato. Impostata sull’asse della Contrada Nuova (attuale via Roma), la piazza è fiancheggiata da facciate continue con portici originariamente sorretti da coppie di colonne libere sormontate da oculi, già nel 1764 inglobate in più solidi pilastri, per garantire la stabilità degli edifici sovrastanti.

Il tracciato delle specchiature a rilievo disposte in sequenza ritmata verticale tra gli intervalli delle finestre è descritto nell’Architettura civile (1737) dell’architetto teatino Guarino Guarini (1624-1686) come “opera a rilievo” e qualifica la fisionomia esclusiva delle facciate della piazza, il cui disegno uniforme, precisa disposizione ducale, suscitò l’ammirazione dei viaggiatori del tempo. I due lotti meridionali della piazza furono donati a ordini religiosi sotto la diretta protezione dei Savoia – gli Agostiniani Scalzi e le Carmelitane Scalze – che v’innalzarono le chiese gemelle di San Carlo e Santa Cristina.

Completata dopo il 1646 a seguito di un editto della reggente Maria Cristina di Francia, Piazza San Carlo, localizzata nel punto dove l’asse rettore dell’espansione sud (la Contrada Nuova, l’attuale via Roma) intersecava i sedimi prima occupati dalle fortificazioni premoderne, in virtù della sua funzione “regale” è concordemente indicata dalla storiografia come il primo spazio pubblico della città ad aver assolto anche al ruolo di piazza d’armi. Tale funzione, che emerge come conseguenza dell’evidente natura di via militaris della Contrada Nuova, fu ribadita e accresciuta nel corso dell’espansione della città verso il Po: dai progetti di Carlo Morello del 1565 e in tutte le proposte successive, la piazza, infatti, assunse un ruolo baricentrico nella viabilità di collegamento tra la Cittadella e la nuova porta di Po, assumendo dunque, nel contempo, il ruolo di principale polo monumentale della città “nuova” e di snodo strategico nei percorsi che avrebbero seguito le truppe per raggiungere i capisaldi difensivi del fronte bastionato.

Affiancata nella sua funzione nel 1729 dalla nuova Piazza reale (oggi Piazza Savoia) disegnata da Filippo Juvarra lungo l’asse rettore dell’espansione occidentale, Piazza San Carlo vide gradualmente venir meno il proprio ruolo militare nella seconda metà del XVIII secolo, sino a perdere qualunque caratterizzazione specifica in età napoleonica, quando emerse l’interesse verso l’area che la demolizione delle mura aveva reso disponibile nei pressi della porta di Po.

In piazza San Carlo era presente uno dei molti rifugi antiaerei della città.