国家中心城市是中国城镇体系规划设置的最高层级，最早在2005年由原中华人民共和国建设部（现住房和城乡建设部）依据《城市规划法》编制全国城镇体系规划时提出。

2010年2月，住房和城乡建设部发布的《全国城镇体系规划（2010—2020年）》明确提出五大国家中心城市（北京、天津、上海、广州、重庆）

2016年5月至2018年2月，国家发展和改革委员会及住房和城乡建设部先后发函支持成都、武汉、郑州、西安建设国家中心城市。