סנטרל פארק הוא הפארק המתוכנן הראשון שנבנה בארצות הברית. כאשר החלה העיר ניו יורק להתפתח צפונה על גבי האי מנהטן, התעורר הצורך לבנות פארק ציבורי גדול כדוגמת הייד פארק בלונדון ויער בולון בפריז. המשורר ויליאם קולן בריאנט והאדריכל אלכסנדר ג'יסון דאונינג החלו במסע שכנוע לצורך הקמת הפארק. כאשר עיריית ניו יורק תכננה את האזור שבין הרחובות 59 ו-106 בשנת 1853 (התכנון של הרחובות 106 - 110 נעשה מאוחר יותר), הוחלט על תחרות תכנון לצורך הקמתו של פארק במרכז העיר. תוכניתם של פרדריק לו אולמסטד וקלברט ווקס זכתה בתחרות. הפארק נפתח שלוש שנים מאוחר יותר, אולם חגג 150 שנים להיווסדו בשנת 2003.

לצורך הקמת הפארק הציבורי, פונו מבתיהם, תמורת פיצויים, מתיישבים שהתגוררו במקום. בין השאר פונו מבתיהם תושבי כפר סנקה (Seneca Village), שהיה היישוב העצמאי הראשון של אפרו-אמריקאים חופשיים ובעלי נכסים, בארצות הברית של אמריקה במאה ה-19.

אחד החידושים של תכנון הפארק הייתה הקמתן של מערכות תחבורה נפרדות - מדרכות הולכי הרגל, דרכים לסוסים וכבישים לתחבורה עירונית (אשר כמעט לא הייתה קיימת כאשר תוכנן הפארק) אינם חוצים זה על זה - הכבישים החוצים את הפארק עוברים בעמקים שקועים שנבנו לצורך זה, כאשר משני צדדי כל עמק כזה נשתלה צמחייה צפופה על מנת להסתיר את הדרכים מהולכי הרגל ולשמור על צביונו הכפרי של הפארק. בפארק 36 גשרים שתוכננו על ידי ווקס. כל גשר בעל צביון ואופי שונה.

על מנת לבנות את האגם בלב הפארק נבנה סכר שהוסווה בצורה של כביש למרכבות. בעבר קפא האגם כמעט מדי חורף, אולם בשל הבנייה העירונית סביב הפארק האגם קופא כיום לעיתים נדירות (תופעה הקרויה אי חום עירוני).

ב-1980 נוסדה הקרן לשימור סנטרל פארק, והחלה בשיפוץ ושימור הפארק.