Etwa Ende des 19. Jahrhunderts gab es in Dortmund die ersten Geschäftsabwicklungen im Bereich Obst und Gemüse, die großmarktähnlichen Charakter hatten. Von den damals üblichen Wochenmärkten zogen sich die Händler teilweise zurück, um in der Nähe von Verladebahnhöfen und Gleisen ihre Geschäfte zu betreiben.
Ein geschlossener Großmarkt entstand 1922 in städtischer Regie. Er lag mitten in der Stadt, hatte aber keinen Gleisanschluss. Neubaupläne machte der 2. Weltkrieg zunichte.
Die Anlagen in der Stadt wurden durch Bomben zerstört.
In den Jahren 1951 – 1952 baute die Stadt Dortmund auf dem Bundesbahngelände am Bahnhof Dortmund-Süd einen neuen Großmarkt.
Die Hallen im Pavillonstil, das sog. „Dortmunder Modell“, fanden in den nachfolgenden Jahren mehrfach Nachahmung in Europa.
Warenanlieferungen per Bahn oder LKW erfolgten an der Rückfront der Hallen, der Verkauf erfolgte an der Vorderseite direkt an die Kunden. Damit wurde die Grundvoraussetzung für einen reibungslosen und schnellen Warenumschlag geschaffen. Die in dieses Projekt gesetzten Erwartungen wurden voll erfüllt, was stetig steigender Warenumsatz belegte.
1976 wurde die Großmarkt Dortmund eG (eingetragene Genossenschaft) gegründet. Deren Mitglieder sind die auf dem Markt ansässigen Unternehmen.
Die Stadt Dortmund verkaufte die Anlagen für 2,5 Mio. DM an die Genossenschaft, die den Großmarkt seitdem auf privater Basis führt.
1989/90 erfolgte eine Modernisierung und Sanierung der Verkaufshallen. Für die Entsorgung der Marktabfälle wurde eine Wertstoffsortieranlage errichtet.
Die Wasser- und Stromversorgung wurde saniert bzw. erneuert, wie auch die Fahrbahn- und Parkplatzdecken.
Im organisatorischen Rahmen der Genossenschaft Großmarkt Dortmund eG betreiben die auf dem Markt ansässigen Unternehmen ihre Import- und Großhandelstätigkeiten selbstständig.