位于北京市东城区西部，呈东西走向，中间多支叉，东起嵩祝院西巷，西至景山东街，南与大学夹道相通，北与吉安所左巷、横栅栏胡同相通，属景山街道办事处管辖。

三眼井胡同，清朝属皇城，乾隆时称三眼井胡同，因胡同内有一口三个井眼的井而得名。宣统时称三眼井。后其井因阻碍交通被毁掉。1965年整顿地名时将二眼井并入，改称景山东胡同，1981年复称三眼井胡同。今胡同内61号院，是毛泽东早年在北京图书馆工作时曾经居住过的地方。

民国七年(1918)9月19日，毛泽东为组织新民学会会员赴法勤工俭学，第一次来到北京，就住在这里，直到次年3月12日去上海。与毛泽东同住一起的还有蔡和森、萧子升、陈绍林、罗章龙等。屋小人多，条件艰苦，夜里睡觉，“隆然高炕，大被同眠”。

美国作家斯诺在《西行漫记》里记载了毛泽东对当时生活的回忆：“我住在一个叫做三眼井的地方，同另外七个人住在一间小屋子里。我们大家都睡到炕上的时候，挤得几乎透不过气来。每逢我要翻身，得先同两旁的人打招呼。”罗章龙曾回忆他们寓此期间，为节省开支，自己做饭吃，因是南方人不会做面食，闹出不少笑话。

房东是一个腼腆的中年妇女，曾教他们做面食。当时没有自来水，吃水靠水车送水。一位送水的工人也帮他们做饭，不要工钱，只是和他们一起吃饭，相处关系甚好。后毛泽东迁居吉安所左巷八号。

北京将进行建国以来最大一次四合院群落整体改造，三眼井胡同将成为北京第一个充分体现四合院原有风韵和格局、具有仿古民居建筑特色的历史文化保护区。从即日起至3月6日，“三眼井保护区”保护实施方案将在北京市规划委网站上公示，并征求社会各界的意见。专家认为，三眼井改造方案最大的意义在于，它是对过去城市改造理念的一种全面更新和提升。

近年来，北京虽然在旧城保护上取得了很大成绩，但缺少“面”的保护。而此次作为北京旧城25片历史文化保护区内的三眼井改造是一次四合院群落整体改造，它不仅要继承和发展四合院的传统形式，保护原有胡同和四合院文化肌理，而且与历史文化保护区风格相协调的居住形式既弘扬了北京古都的风情文化，又推动了旧城区的改造建设，同时又向世界展示了中华民族古老建筑璀璨艺术。

三眼井胡同改造区项目总占地面积为45706平方米，总建筑面积为22533．51平方米。房屋全部为砖木结构平房建筑。常住人口1812人，房屋1617间。具体改造方案要求在符合现代交通功能要求的前提下，保持原有的城市肌理、原有胡同与建筑之间的尺度和比例关系以及该街区的原有风貌；保持原有胡同四合院的建筑风格、建筑色彩、基本格局、艺术特点。规划新设停车泊位不少于100个，此外，作为该地区名字由来的“三眼井”旧城景观将被专门圈出保护。

2022年，入选首都功能核心区传统地名保护名录（街巷胡同类 第一批）。