Het gemeentehuis in Heilbronn ligt ongeveer in het centrum van het historische centrum van Heilbronn. Het hoofdgebouw is het grootste deel van het oude stadhuis, dat werd herbouwd na de verwoesting in de Tweede Wereldoorlog. Hieraan is een modern viervleugelig gebouwencomplex gekoppeld, dat de ruïne van het oude stadsarchief uit de 18e eeuw omsluit, dat is omgevormd tot erezaal.
Het stadhuis bevindt zich aan de noordelijke rand van het marktplein, dat wordt omzoomd door andere zeer oude gebouwen naast het oude stadhuisgebouw met de Kilian's Church en het Käthchenhaus. De Lohtorstraße (voorheen Judengasse) bevindt zich aan de achterzijde van het gemeentehuiscomplex.
Een ouder gemeentehuisgebouw bij de kerkfontein (Siebenröhrenbrunnen) wordt beschreven (“omstreeks 1535 werd een nog ouder gemeentehuisgebouw bij de kerkfontein door brand verwoest”). Het verhaal van een stadhuis in Heilbronn, dat we vandaag kennen, begint met de vermelding van een stadhuis aan de Kirchbrunnenstrasse, met de Kilian's Church in de buurt van de westelijke toren en een ouder marktplein verder naar het westen. Daarentegen werd het huidige aangrenzende marktplein aanvankelijk bebouwd met een boerenerf. Het gebouw van het huidige stadhuis van Heilbronn aan de Kaiserstraße, dat in de oorlog werd verwoest, grensde ooit aan de Kieselmarkt, waar Lammgasse en Lohtorstraße (voorheen Judengasse), twee historische hoofdstraten van de marktstad, elkaar ontmoetten. Met de synagoge (1357), de rituele baden en de begraafplaats van Heilbronn-joden was de Kieselmarkt in de late middeleeuwen het centrum van de Joodse gemeenschap in Heilbronn. Na het stadsverbod voor joden aan het einde van de 15e eeuw werd het gebied overgenomen door de keizerlijke stad Heilbronn en bebouwd.
Tijdens de wederopbouw na de oorlog werd alleen de buitenarchitectuur van het grootste deel van het oude stadhuis hersteld. Dit omvatte zijn galerij en de astronomische kunstklok.