臺北孔廟興建時，因經費不足，沒有建明倫堂。臺灣光復後，當時的考試院院長賈景德發起，在民國42年(西元1953年)組織明倫堂籌建委員會，當時的臺北市長黃啟瑞先生任總幹事，大陸來臺人士暨臺北地方紳耆共同發起樂捐，在孔廟右側（原王益順之設計圖明倫堂在左畔）建立三層樓之明倫堂，於44年7月23日興工，至45年9月27日落成，工程費總計新臺幣一五０萬五仟元（其中市政府補助六十四萬七仟元）。
臺北孔廟的明倫堂為由文化大學教授盧毓駿先生所設計。明倫堂建築樣式以中國古典樣式的屋頂，配以西洋水泥仿漢白玉立面二樓欄杆、綠色櫺窗及梅花圖騰的簷下裝飾。整個建築充滿中國古典樣式之色彩，在細部有別於孔廟南方建築形範。明倫堂三個字是蔣中正總統的墨寶。
依孔廟形制，明倫堂應在大成殿東側，但臺北孔廟明倫堂卻在大成殿西側，受限於東廡與外牆的距離及佈滿老樹的關係，而選在西側建置明倫堂。
民國80年，1991年明倫堂重修暨擴建，分設演講廳、文化櫥窗、陳列室、圖書室等，作為宏揚孔孟學說的中心。
民國101年(西元2012年)，明倫堂1樓演講廳改為4D劇院。