La Cour installée auparavant dans la tour Crédit Lyonnais, a rejoint le Palais des juridictions administratives
Créée, en même temps que les cours de Bordeaux, Nancy, Nantes et Paris, par la loi du 31 décembre 1987, la cour administrative d'appel de Lyon couvrait, à l'origine, le quart sud-est de la France (tribunaux administratifs de Bastia, Clermont-Ferrand, Grenoble, Lyon, Marseille et Nice). Elle a comporté trois, puis quatre chambres jusqu'au 1er septembre 1997. À cette date, la mise en service d'une sixième cour à Marseille a provoqué un redéploiement d'effectif. La cour de Lyon compte désormais 7 chambres.
Installée d'abord au 1er décembre 1988, au cœur du quartier des affaires de la Part-Dieu, au 15ème et 16ème étage de la tour dite du Crédit Lyonnais, la cour administrative d'appel de Lyon partage, depuis le 1er décembre 1998, avec le tribunal administratif de Lyon, le Palais des juridictions administratives, situé 184 rue Duguesclin, dans le troisième arrondissement de Lyon, à proximité immédiate du "Nouveau palais de justice".
Cet immeuble, d'une superficie d'environ 8 000 m2, initialement dénommé Palais des juridictions locales abritait, lors de sa mise en service en 1974, plusieurs juridictions lyonnaises : le tribunal administratif, le tribunal d'instance, le tribunal de police et, pour partie, le conseil de Prud'hommes.
Il a été édifié aux frais du département du Rhône et de la Ville de Lyon, collectivités auxquelles incombait alors la charge matérielle de ces juridictions, avec le concours financier de la communauté urbaine de Lyon.
D'un style très caractéristique de l'architecture sur pilotis du début des années 70 à Lyon, le Palais des juridictions administratives est dû aux architectes Cathelin, Lapernon et Bourdeix. Il comprend une très vaste salle des pas perdus, dont les murs ont été entièrement ornés par Morog de sculptures sur béton, et six salles d'audience, deux grandes et quatre petites, dont l'architecture intérieure est particulièrement soignée ; ces salles ont été décorées de tapisseries, de panneaux peints ou sculptés signés André Borderie.
À la tête de la cour administrative d'appel de Lyon, se sont succédé, jusqu'à ce jour, huit conseillers d’État :
Michel Gentot (1988/déc. 1990), antérieurement président de sous-section à la Section du contentieux du Conseil d’État et ancien directeur de l'Institut d'études politiques de Paris,
Marie-Aimée Latournerie (janv. 1991/sept. 1993), auparavant présidente de sous-section à la Section du contentieux, et ancienne présidente de la section du Rapport et des études,
Joseph Capion (sept. 1993/sept. 1994), antérieurement président de la cour administrative d'appel de Nantes,
André Guihal (sept. 1994/sept. 2000), antérieurement président de la cour administrative d'appel de Nancy, (décédé le 16 mars 2016),
Daniel Chabanol (1er oct.2000/8 juin 2008), vice-président du conseil National des Transports (depuis 1998), ancien professeur associé à l'Université Jean Monnet de Saint-Étienne (1993/2004),
Jean-Marc Le Gars (9 juillet 2008/5 mai 2016), auparavant dans l'administration fiscale (1968) puis nommé Conseiller de Tribunal administratif (1978) d'abord au Tribunal administratif de Besançon puis de Nantes avant d'effectuer une mobilité en 1988 au ministère de la Solidarité, de la santé et de la protection sociale en tant que chef de bureau des naturalisations, réintégrations dans la nationalité française et pertes d'allégeance, puis nommé Président de Tribunal administratif de Dijon en 1990 puis Président du Tribunal administratif de Nice en 2003 et enfin nommé Conseiller d’État, Président de la Cour administrative d'appel de Lyon en 2008,
Régis Fraisse (6 mai 2016 /31 août 2020) auparavant conseiller de tribunal administratif et de cour administrative d’appel au tribunal administratif de Grenoble (1990/1993) et de Nouméa (1993/2000) puis à la cour administrative d’appel de Lyon comme premier conseiller (2000/2001), chargé de mission au Conseil constitutionnel (juillet 2001/août 2003) puis comme chef du service juridique du Conseil constitutionnel (septembre 2003/août 2011) sous les présidences d'Yves Guéna, de Pierre Mazeaud et de Jean-Louis Debré, président des tribunaux administratifs de Nouvelle-Calédonie et de Mata-Utu (de septembre 2011/fin décembre 2012), puis nommé conseiller d’État (31 décembre 2012), rapporteur à la 4ème sous-section (janvier à septembre 2013) puis assesseur à la 10ème sous-section (septembre 2013/mai 2016),
Gilles Hermitte (1er septembre 2020 à aujourd'hui) ancien attaché d’administration scolaire et universitaire, puis qui a rejoint le corps des magistrats des tribunaux administratifs et des cours administratives d'appel en 1988. Il a exercé au tribunal administratif de Marseille durant dix ans, puis à la cour administrative d’appel de Marseille durant six années. Promu au grade de président en 2004, il a exercé les fonctions de vice-président au tribunal administratif de Marseille puis a été rapidement nommé chef de juridiction. Il a successivement occupé les fonctions de président des tribunaux administratifs de Clermont-Ferrand, d’Orléans et enfin de Cergy-Pontoise, poste qu’il occupait depuis juin 2017.