桃花堤的历史可以追溯到元代，它因其美丽的桃花而闻名，被誉为津门的桃源仙境。桃花堤的名称逐渐在文人墨客中流传开来，甚至清朝的三位皇帝——康熙、乾隆和光绪——都曾在此留下墨迹。据说，桃花堤在春天时桃花盛开，景色迷人，康熙皇帝在沿运河返回北京时，曾路过天津的桃花堤，见到桃花盛开，感慨万分。乾隆皇帝也曾到此观赏桃花，并留下了“乾隆皇帝登临处”的石碑。民国时期，桃花堤还曾是中国近代史上第一所大学——北洋大学的招生授课地点，北洋大学的校歌中提到“花堤蔼蔼，北运滔滔”，体现了这里与中国近代高等教育的紧密联系。

关于桃花堤的名称，还有一个传说，乾隆皇帝下江南时路经此处，见到岸坡上桃林茂盛，垂柳依依，便登岸观花，并欣然将此地命名为“桃柳堤”。