永乐朝迁都北京，仿南京宫殿制度在紫禁城创建奉先殿。《春明梦余录》载：“永乐(三)十五年十一月，始作奉先殿。”而查阅《明太宗实录》，其中没有发现奉先殿营建和使用的相关记载，仅提到永乐二十一年(1423)四月制造奉先殿祭器。据此推断，北京奉先殿在永乐一朝似未开始使用。
自永乐朝创建至嘉靖朝，奉先殿已经使用了近百年，因此，嘉靖皇帝在新建太庙的同时，决定将陈旧的奉先殿修缮一新：
嘉靖十五年十二月丁酉，上谕辅臣李时、尚书夏言曰：“奉先殿不胜旧矣，朕意欲新之。”时曰：“请俟太庙工完，并新崇先殿。”上曰：“然。第今须预备料材耳。”
由于奉先殿修缮期间各种祭祖仪式仍需要按时举行，因此在动工之前，奉先殿内列圣神位暂被迁至南城的景神殿和永孝殿供奉，各种祭祀活动在景神殿和永孝殿举行。修缮工程历时近两年，至嘉靖十八年(1539)正月宣告完成。
奉先殿修缮完工后，世宗定于嘉靖十八年二月初九将列圣神位迁回奉安，并命礼部拟定了奉安仪注。但意想不到的是，世宗在三个月后突然改变了想法，制定了新的祭祀礼仪：
甲戌，上召见礼部尚书严嵩于文华殿，示以钦定列圣忌祭礼仪：太祖高皇帝高皇后忌辰即于景神殿行礼，列圣帝后忌辰俱迁奉景神殿神位于永孝殿行礼，祭毕仍奉还景神殿，着为令。旧制，遇祖宗忌祭俱于奉先殿行礼，遍祭列圣。上以为非礼，已更定惟于忌日祖位前特具仪祭之。至是，复以列圣俱在，似于奠献未便，乃更定惟太祖忌祭如旧，列圣俱奉主别殿祭之。
按照更定的礼仪规定，祖宗忌辰不能遍祭于列圣之前，新修缮的奉先殿也无法满足这一要求，故列圣帝后忌辰仍在景神殿和永孝殿行礼。直至嘉靖二十四年(1545)八月，始将列圣神位迁回大内奉先殿供祀。也就是说，嘉靖十六年(1537)正月到嘉靖二十四年八月，近八年多的时间内，原应在奉先殿举行的祭祀活动都在景神殿和永孝殿举行，而修缮后的奉先殿并未立即恢复家庙的用途。
然而，奉先殿在停用八年之后，世宗为何又决定恢复了原有的祭祀制度呢？嘉靖朝初年，世宗热衷于制礼作乐，以太庙和奉先殿为代表的祭祖宫殿先后被改建。而修缮一新的奉先殿突遭雷击，继而新建的太庙也遭回禄之灾，建筑几乎焚毁殆尽，连续的上天示警，无疑打击了世宗更定礼乐的热情，于是在嘉靖二十四年六月太庙恢复原有建筑规制后，其祭祀仪式也“一如先朝之旧，后所增诸仪，悉除之”，奉先殿祭祀也恢复为原来的制度。从制礼作乐的角度看，世宗没有成功地更改奉先殿和太庙的建筑规制和祭祀礼仪，然其更定礼制的初衷——奉祀睿宗帝后神主入祀太庙和奉先殿，最终如愿以偿了。
穆宗即位以后，奉先殿的变动主要是调整了其内的祭祀对象，把嘉靖朝奉祀于奉先殿西夹室的孝洁皇后神主迁祔太庙，同时将孝烈皇后的神位迁入景云殿专祀。至万历初年，奉先殿祭祀制度发生了较大的改变，殿内不再仅奉祀一帝一后，而是一帝多后了，即除了皇帝的原配皇后外，赠后、继后都可以入祀奉先殿。崇祯朝，思宗追祀生母，意欲改建奉先殿：“崇祯十五年五月十七日，上御中左门之左小厢房，有扁曰德政殿。上曰：太庙一帝一后，朕不敢轻动，还只是奉先殿尚可恢拓，前后加一层，即祧庙亦当袷祭。”但礼臣以为改建奉先殿不合礼制，加之当时国家内忧外患，改建工程并没有实施。直到明朝末年，李自成的军队闯入紫禁城，焚毁皇城宫殿，奉先殿的消失或在此时。
