Piazza Roma costituisce il termine di un percorso urbano di rappresentanza che conduce al Palazzo Ducale (sede dell'Accademia Militare) partendo dall'incrocio della via Emilia con via San Carlo, procede per via Farini – l'antica Rua Grande –, si allarga nel piazzale San Giorgio e infine si dilata e si distende nel vastissimo spazio a fronte della reggia estense che ne definisce il lato meridionale. Sugli altri lati è delimitata da importanti edifici dalle linee del primo Ottocento, ridisegnati nel gusto classicistico della Restaurazione austro-estense. Notevoli i due palazzi porticati, piuttosto simili, sul fronte settentrionale della piazza; il palazzo orientale, il più esteso, concluso da un timpano triangolare, fu progettato dall'ingegnere ducale Giovanni Lotti verso il 1840, come sede governativa.
Dal versante occidentale la piazza si fonde con un altro spazio aperto, il piazzale San Domenico, dominato dalla maestosa facciata della chiesa di San Domenico, con a fianco il neoclassico edificio dell'Istituto d'Arte Adolfo Venturi, già Accademia Atestina (Estense) di Belle Arti. Dunque, una dimensione urbana di amplissimo respiro che valorizza l'imponente mole del Palazzo Ducale.

La piazza nacque dagli spazi “di rispetto” attorno al medievale Castello Estense, dal 1634 inglobato nel settore orientale del Palazzo. Nel sottosuolo antistante la facciata del Palazzo, confluiscono nella cosiddetta Casa delle Acque i canali derivati dai fiumi Secchia e Panaro e dalle risorgive a nord di Modena, che attraversano la città sotterranea e che sottopassano il Palazzo stesso. Man mano che andava crescendo la grandiosa reggia barocca degli Este, la piazza si configurava come “Place Royal”, una sorta di estensione esterna della dimora principesca dove, nel Sei e Settecento, venivano allestiti sontuosi anfiteatri effimeri e cioè provvisori, in legno, stucco e altro materiale smontabile, per ospitare le grandi feste della corte: tornei, caroselli, recite e rappresentazioni sceniche con cui si celebravano matrimoni, nascite e altri importanti eventi dinastici, affidandone la costruzione e la regia ai più importanti scenografi e ingegneri teatrali, come gli architetti estensi Gaspare Vigarani e Bartolomeo Avanzini, i bolognesi Gian Giacomo Monti e Baldassarre Bianchi, il veneziano Tommaso Bezzi. 

Nella prima metà dell'Ottocento, prima che i moti risorgimentali imponessero la chiusura dei portoni del Palazzo Ducale, il percorso urbano poteva proseguire, fino al tramonto, attraverso il cortile d'onore e raggiungere il corso del Naviglio, attuale corso Vittorio Emanuele II.  

Il Comune di Modena sta attuando un progetto di riqualificazione architettonica della piazza, per una valorizzazione delle presenze monumentali e in particolare del Palazzo Ducale. Eliminando parcheggi, ha realizzato una pavimentazione in ciottoli di fiume tutti recuperati sotto la superficie asfaltata della piazza, garantendo percorsi pedonali in pietra “Forte Alberese” con lastroni in granito, pure di recupero. Le fontane interrate con i loro alti getti alludono all'acqua dei canali che un tempo riempivano il fossato attorno al Castello medievale e che, in seguito interrati, sono tuttora  presenti nel sottosuolo.