Направление Кадетской и 1-й линий Васильевского острова в первые годы XVIII века являлось западной границей усадьбы первого губернатора Петербурга князя Александра Даниловича Меншикова. Во второй половине 1710-х годов, когда Васильевский остров было решено осваивать как главную городскую территорию, здесь была спроектирована одна из главных городских магистралей. Позже здесь был прорыт канал, 1-я линия стала его правым берегом, противоположный берег долгое время не имел названия. Эта улица, так же как и 2-я - 3-я линии Васильевского острова - первые улицы проложенные сквозь остров от Малой до Большой Невы. Другие улицы первоначально не соединяли два невских берега.
В начале 1730-х годов усадьбу Меншикова занял Первый Кадетский корпус. Территория усадьбы с севера была ограничена Загибениным переулком. Кубанский переулок выходящий на Кадетскую линию - его часть, кроме того Загибенин переулок с изгибами проходил по трассе современных Тучкова и Волховского переулков. От своей извилистой трассы он и получил своё первое имя. В части именуемой сегодня Тучковым переулком эта дорога служила подъездным путём к домам, располагающимся на Кадетской линии.
В 1737 году восточная сторона улицы стала называться Кадетской линией. К этому времени канал был уже засыпан. Кадетская и 1-я линии были парадной улицей Васильевского острова, потому изначально застраивались каменными домами именитых людей. После постройки в середине XVIII века Тучкова моста Кадетская и 1-я линии приобрели роль транзитной трассы, по которой транспорт с Петербургского острова направлялся на Адмиралтейскую сторону.
Значительную часть нечётной стороны магистрали занимает построенное в 1730-1740-х годах здание Первого Кадетского корпуса. К этим же годам относятся построенный для учителей и учеников Первого Кадетского корпуса жилой дом №5. Здание Первого Кадетского корпуса было продлено на север в 1770-х годах. Затем был возведён дом №3, который в 1781 году объединили с домом №5 каменной оградой. В плане 1785 года впервые упоминается жилое здание на участке дома №21. В 1792-1793 годах построен дом №58.
В 1802-1804 годах было построено здание Российской академии (дом №52). В 1807-1809 годах существующий сейчас облик приобрёл дом №12. Архитектурной доминантой магистрали является построенная в 1811-1823 годах церковь Святой Великомученицы Екатерины.
Квартал между Двинским и Кубанским переулками до 1840-х годов входит в состав сада Кадетского корпуса. В 1841-1842 годах на этом месте были построены два жилых здания - дома №7 и 9. Первый из них в 1844 году являлся местом жительства известного мореплавателя И. Ф. Крузенштерна.
С середины XIX века многие частные дома на 1-й линии стали перестраиваться в доходные дома. Они расширялись, надстраивались дополнительными этажами. В доме №8 жил писатель Иван Андреевич Крылов, в доме №12 - картограф генерал-лейтенант Ф. Ф. Шуберт, в доме №14 - скульптор Михаил Козловский, в доме №16 - В. П. Стасов. В 1853 году по проекту Людвига Бонштедта построен дом №11 по Кадетской линии.
В 1858-1859 годах приобрёл существующий облик дом №56. В 1861-1863 годах при церкви Святой Великомученицы Екатерины была построена колокольня, ставшая самой высокой на Васильевском острове (её высота - 58 метров). В 1866-1867 годах в начале 1-й линии был разбит Румянцевский сад.
Благодаря своей транзитной роли, именно по Кадетской - 1-й линиям Васильевского острова прошли первые маршруты городского общественного транспорта. В середине XIX столетия здесь открылось движение общественных карет. В 1870-х годах по магистрали проложили конно-железную дорогу, по которой в 1907 году пошёл трамвай.
К началу ХХ века в доме №27 работал известный в то время ресторан "Лондон". В доме №31/22 по Кадетской линии два года жил изобретатель радио А. С. Попов, ранее здесь снимали квартиры архитекторы К. А. Тон и А. К. Бруни. В 1900 году по проекту Ф. И. Лидваля был построен дом №9 - одна из первых работ архитектора. С 1911 по 1930-е годы в доме №29 по Кадетской линии жил архитектор Иван Александрович Фомин.
С 3 по 24 июня 1917 года в Кадетском корпусе проходил I съезд Советов рабочих и крестьянских депутатов, на котором 4 июня В. И. Ленин выразил готовность партии большевиков взять власть в свои руки. В связи с этим событием в 1918 году Кадетскую линию назвали Съездовской.
Постановлением правительства Санкт-Петербурга от 6 октября 2006 года Съездовскую линию вновь переименовали в Кадетскую.
