В первой половине XVIII века на территории Литейной (Артиллерийской) слободы был проложен ряд улиц-линий. 4-я линия из них и есть современная Кирочная улица. В XVIII веке земля от Литейного до Суворовского проспекта была отдана 2-му батальону Преображенского полка. Здесь появилась военная слобода. В дальнейшем, долгое время именно военные и определяли судьбу этого места.
В 1775-1779 годах по проекту Ю. М. Фельтена была построена лютеранская церковь Святой Анны. На немецком языке её называли "кирха", от этой церкви улицу на которой она была построена и стали называть Кирочной. В 1780-х годах улица стала граничить с Таврическим садом.
В 1802-1807 годах построен комплекс зданий для лейб-гвардии Преображенского полка (дома №31-39). Тогда же рядом были построены казармы на Парадной улице.
В 1835-1837 годах по проекту А. И. Штакеншнейдера построен дом №54 для Мариинского женского института.
Во второй половине XIX - начале XX века Кирочная улица застраивалась в основном доходными домами. Дома №32 и №34 построены по проекту П. Ю. Сюзора для А. В. Ратькова-Рожнова. Дома №25-29 - казармы лейб-гвардии Сапёрного батальона. В 1873-1874 годах построен дом №26.
В 1867-1868 годах построен дом №8/А.
В 1878-1885 годах по проекту Р. А. Гедике был построен комплекс зданий для Клинического института (дом №41). В 1896-1898 годах здания перестраивались по проекту П. И. Балинского. В 1893-1904 годах институтом руководил Н. В. Склифосовский. Сейчас здесь работает Институт усовершенствования врачей.
В 1901-1904 годах было построено здание музея А. В. Суворова (дом №43).
В 1910 году в сквере перед домом №37 был поставлен памятник Петру I "от чинов лейб-гвардии Преображенского полка" по проекту М. М. Анкотольского. В 1930 году памятник убрали. В 1914-1915 годах по проекту В. Ф. Иванова был построен дом №19/46.
В 1932 году Кирочную улицу переименовали в улицу Салтыкова-Щедрина.
В 1930-х годах построено здание школы №183 (дом №28/А). В 1939 году по проекту А. И. Гегелло и Л. С. Косвена было реконструировано здание церкви Святой Анны. В нём разместили кинотеатр "Спартак".
В 1998 году Кирочной улице вернули прежнее название.