Появление площади Первой Пятилетки неразрывно связано со строительством Уральского завода тяжелого машиностроения в 1928-1933 годах. Завод строился на расстоянии четырех километров от северной границы Свердловска того времени. В 1935 году строительство здания заводоуправления УЗТМ завершилось.
В первоначальном проекте соцгородка «Уралмашзавода» площадь вообще не предусматривалась. Его центр должен был располагаться западнее, у проходной на улице Молотова (ныне улица 40 лет Октября), там находился основной массив жилья - барачные поселки Рабочий и Экскаваторный, в которых проживали тысячи рабочих. От этой проходной должны были отходить три улицы-луча, формирующие облик будущего соцгородка.
Большую площадь, от которой тремя лучами отходят улицы, спроектировал архитектор Петр Оранский. Застройка площади производилась в основном в период с 1928 по 1935 год по проектам и под руководством проектного отдела Уралмашстроя, который он возглавлял.
Первыми в комплексе зданий, формирующих площадь Первой Пятилетки, стали проходные завода (1930 год) и жилые дома на улице Ильича, 2 (1931 год), улице Машиностроителей, 3 (1932 год).
К 1933 году площадь была вымощена гранитными брусками. В западной части площади появилось здание лаборатории и технического училища, а квартал между улицей Ильича и проспектом Орджоникидзе застроили четырехэтажными типовыми жилыми домами.