Em 1951, a 1ª Bienal foi realizada na Esplanada do Trianon, num pavilhão provisório projetado por Luis Saia e Eduardo Kneese de Mello, local onde hoje está localizado o Museu de Arte de São Paulo Assis Chateaubriand - MASP. 

Em 1953, a 2ª Bienal entrou na programação das comemorações do IV Centenário de São Paulo. O Parque do Ibirapuera, com seu conjunto arquitetônico projetado por Oscar Niemeyer, ainda estava em construção mas já contava com dois dos seus edifícios prontos. E a grande Bienal da Guernica, como ficou conhecida, ocupou estes dois edifícios: o Palácio dos Estados (atual Pavilhão Engenheiro Armando de Arruda Pereira, antiga sede da Prodam e atualmente em reforma) e o Palácio das Nações (atual Pavilhão Padre Manoel da Nóbrega, sede da prefeitura até 1992, e que hoje abriga o Museu Afro Brasil). A 3ª Bienal, em 1955, apesar de não tão grandiosa como a segunda, ocupou os mesmos dois pavilhões.

Em 1957, a 4ª Bienal foi instalada no Palácio das Indústrias, que viria a ser a sua sede definitiva desde então. Hoje é chamado Pavilhão Ciccillo Matarazzo (apelido: Pavilhão Bienal), em homenagem ao fundador da Bienal, do MAM-SP, entre outras importantes realizações culturais. Confira abaixo uma linha do tempo de imagens que remontam a história dos pavilhões ocupados pela Bienal:

Vista do Pavilhão da 1ª Bienal (1951) na Esplanada do Trianon, Avenida Paulista

Vista geral da 1ª Bienal (1951)

Croqui do pavilhão por Luis Saia. Vista a partir da Avenida Nove de Julho

Palácio dos Estados

Palácio das Nações

Vista geral da 2ª Bienal (1953)

Vista geral da 3ª Bienal (1955)

Vista geral da 4ª Bienal (1957)

Pavilhão Ciccillo Matarazzo ©José Moscardi