L'inondation de septembre 1727 avait rappelé aux Toulousains (qui ne pouvaient guère l'oublier) la dangerosité des crues de la Garonne. Face à ce fléau permanent, un prélat d'exception, monseigneur Arthur Richard Dillon, nommé archevêque de Toulouse en 1758, décida d'entreprendre des travaux d'aménagement sur la rive gauche du fleuve. Ceux-ci prirent la forme d'une digue d'environ deux mètres soutenant une promenade plantée d'arbres. Preuve de l'aspect complètement artificiel de cet espace en terrasse, il domine également de la même hauteur la rue (actuelle rue Laganne) qui le borde côté Saint-Cyprien. L'aménagement du Cours Dillon fut terminé en 1765. A cette date, l'archevêque Dillon avait quitté Toulouse pour s'installer sur le siège, plus prestigieux encore à l'époque, de Narbonne (1762).

Si le Cours Dillon put endiguer de petites crues, il ne put rien contre la monumentale inondation de juin 1875. La crue eut raison de la grille installée à l'entrée sud du Cours Dillon (elle fut démontée puis remontée plus tard à une des entrées du Grand Rond). Le Cours Dillon demeura toujours un espace animé, notamment après qu'on eût aménagé des escaliers permettant de gagner la prairie des filtres. Sur le Cours lui-même, se tenaient des spectacles de théâtre, des courses cyclistes, des foires ou la remise des récompenses de fin d'année aux élèves de la ville. Aujourd'hui, le Cours Dillon demeure un lieu fréquenté (c'est un des paradis des joueurs de boules de la ville) même si une partie de sa surface est utilisée pour un parking automobile et si sa partie nord est le point de départ de plusieurs lignes de bus.