Im Jahr 1979 errichtete das Architektenduo Busmann + Haberer einen kubischen Modellbau am Stadtrand von Köln auf einem abgelegenen Schulhof. Das Gebäude sollte ursprünglich nur als architektonisches Modell für den Neubau des Museums Ludwig dienen, eines der bedeutendsten Museen in Deutschland, welches unter anderem die umfassende Kunstsammlung von Peter und Irene Ludwig beherbergt. Der Zweck des Testbaus war die Erprobung der Lichtführung, Wand- und Bodenbeläge sowie der Praktikabilität der geplanten Sheddach-Konstruktion, die später zu einem markanten Merkmal des endgültigen Museumsbaus in der Kölner Innenstadt wurde.

Nach Abschluss des Bauprojekts im Jahr 1983 sollte das temporär angesetzte Gebäude wieder abgerissen werden. Die Künstlerin Eva Janošková, die zu der Zeit ein Atelier auf dem Ateliergelände bezogen hatte, organisierte jedoch Ausstellungen mit Freund:innen und Atelierkolleg:innen in der Simultanhalle und schaffte es ein Jahr darauf, eine Förderung vom städtischen Kulturamt zu akquirieren, wodurch eine laufende Ausstellungspraxis entstehen konnte.

In internen Dokumenten der Stadt Köln liebevoll „Simultan-Halle“ genannt, wurde diese sprechende Bezeichnung schnell zum offiziellen Namen – sowohl für den Modellbau als auch für die in ihm entstandene Idee eines frei zur Verfügung stehenden Ausstellungsraums mit musealem Charakter.

Ab 1989 übernahm ein Kuratorium, bestehend aus einer wechselnden Zusammenstellung an Akteur:innen der Kölner Kunstszene, die Organisation von Ausstellungen mit lokalen und internationalen Künstler:innen in der Halle. Seitdem ist der Projektraum ein ständiger und relevanter Begleiter bei der Förderung von Kunstpraxis in der Region und dient ebenso als Plattform für internationales Geschehen.

Seit 2018 ist die Simultanhalle bis auf weiteres wegen statischer Bedenken geschlossen. Seitdem finden die Ausstellungen und Performances unter dem Namen SimultanProjekte auf dem Außengelände und in unmittelbarer Umgebung statt.

Die Simultanhalle ist seit 2021 auf der Roten Liste gefährdeter Bauwerke des Deutschen Verbandes für Kunstgeschichte eingetragen. Im Jahr 2022 erarbeiteten Master-Studierende der Hochschule Düsseldorf / Peter Behrens School of Arts, Fachbereich Architektur, ökologische Ansätze zum Erhalt der Simultanhalle. Der Förderverein Simultanhalle e. V. setzt sich ebenfalls aktiv für den Erhalt des Gebäudes ein und steht hierzu im Austausch mit städtischen Akteur:innen.