انطلق الخط المحوري الخاص بعاصمة أسرة يوان الملكية من المنصة المركزية شمالًا، ليصل إلى بوابة لي تشنغ جنوبًا، ليرسي أساسا لتطوير مدينة بكين على مدار القرون التالية. لكن الخط المحوري الذي وضع حجر أساسه خلال حكم أسرة يوان الملكية لم يكن يخترق مدينة بكين بالكامل في تلك الحقبة الزمنية، بل وصل إلى نصف الجزء الجنوبي لمدينة بكين آنذاك. وُلِدَ ترتيب بكين الفريد والرائع كنتيجة لإنشاء هذا الخط المحوري.
في بداية حكم أسرة مينغ الملكية، امتد الخط المحوري لبكين، حتى وصل إلى برج الناقوس الذي أسس خلال فترة حكم الإمبراطور يونغ له في أقصى شمال الخط المحوري، وبوابة لي تشنغ (التي تم تغيير اسمها إلى بوابة تشنغ يانغ) في أقصى جنوب الخط المحوري. كما بدأت المدينة المحرمة تتشكل، وتل وان سوي (الذي تم تغيير اسمه إلى تل جينغ شان)، ومعبد تاي مياو، ومعبد شه جي، ومعبد تيان دي (المعبد السماوي)، ومعبد شان تشوان (معبد شيان نونغ)، وغيرها من المعالم البارزة خلال هذه الفترة. خلال وسط وأواخر أسرة مينغ الملكية، بنى الإمبراطور جيا جينغ المدينة الخارجية، أدخل معبد شيان نونغ والمعبد السماوي إلى المدينة القديمة، وقام بمد الخط المحوري إلى بوابة يونغ دينغ، ليبلغ إجمالي طوله 7.8 كم. أصبح النمط العام للخط المحوري أكثر استقرارا ووضوحًا منذ ذلك الحين.
حدث التغير الأكثر وضوحًا خلال حكم أسرة تشينغ الملكية، حيث قرر الإمبراطور تشيان لونغ نقل قصر شو هوانغ من زاوية شمال شرقي تل جينغ شان إلى الخط المحوري الذي يطل عليه تل جينغ شان على الجانب الشمالي، وإنشاء خمس مقصورات على تل جينغ شان، ليصبح هذا التل أعلى نقطة على الخط المحوري.
منذ تحويل معبد شي جي إلى حديقة مركزية وفتحها أمام الجمهور عام 1914، بدأ الخط المحوري لبكين مرحلة التحول إلى عامة الشعب، وشهد كثيرا من التجديدات. من بينها، ميدان تيان آن من الأكبر من حيث الحجم، ويستوحي تصميمه من التخطيط للخط المحوري. كما أنجزت مجموعة من المشاريع الإنشائية الكبرى، مثل النصب التذكاري لإحياء أبطال الشعب الصيني، وقاعة الشعب الكبرى، ومتحف الثورات الصينية، ومتحف التاريخ الصيني (المتحف الوطني الصيني حاليًا)، وقاعة إحياء ذكرى الرئيس الصيني ماو تسي تونغ.
في ظل ترسيخ الوعي بحماية التراث الثقافي ورفع الوعي بقيمة الخط المحوري لبكين، جرى العمل بشكل تدريجي على حماية التراث الثقافي، وتحسين البيئة التاريخية، واستعادة أهم المباني الهامة التي اختفت. عام 2011، انطلقت عملية طلب إدراج الخط المحوري لبكين إلى قائمة التراث الثقافي العالمي. عام 2013، تم إدراج الخط المحوري لبكين إلى "القائمة التمهيدية التراث الثقافي العالمي" لمنظمة اليونسكو. يعد عام 2022 فترة حاسمة بالنسبة إلى الخط المحوري لبكين، حيث سيتم تقديم طلب رسمي لإدراج الخط المحوري إلى قائمة التراث الثقافي العالمي.