W początkach swojego istnienia ulica prowadziła od ul. Podwale i kończyła się na wysokości dzisiejszego nasypu kolejowego. Nosiła wtedy jeszcze nazwę Gabitzerstr. Na początku lat 70. XIX wieku w związku z budową gmachu Śląskiego Muzeum Sztuk Pięknych odcinek od ul. Podwale do ul. Kościuszki nazwano Museumstr. (ul. Muzealna). W tym samym czasie zmieniono też nazwę obecnej ul. Zielińskiego na Höfchenstr. Wywodziła się ona od nazwy dawnej wsi Höfchen (Dworek) włączonej do Wrocławia w 1886 r. Rozwój ulicy na południe ąż do pl. Hirszfelda nastąpił po 1880 r. za sprawą działalności spółki Schlesische Immobilien Aktien Gesellschaft. Zabudowę zdominowały wtedy kamienice czynszowe.

Ulica mocno ucierpiała w czasie walk od Festung Breslau. Ze zwartej zabudowy ocalało jedynie kilka kamienic. Po 1945 r. patronem ulicy został Tadeusz Zieliński (1859-1944), badacz i fililog klasyczny. W połowie lat 60. XX w. likwidacji uległ odcinek ulicy między ul. Kościuszki i ul. Piłsudskiego.

Początkowy bieg ulicy pokrywa się mniej więcej z dawną drogą biegnącą od Wrocławia do wsi Gajowice (Gabitz). Początkowo ulica kończyła się przy dawnym cmentarzu na wysokości obecnej ul. Pretficza lecz w 1905 r. przedłużono ją dalej na południe. Już w pierwszej połowie XIX wieku zabudowa była dość zwarta, którą stopniowo zastępowały okazałe kamienice czynszowe. Odcinek południowy zabudowywano jeszcze w latach 20. XX wieku. Wtedy powstały m.in. gmach Nowej Komendantury (dziś sztab ŚOW), budynki w rejonie ul. Hallera proj. M. Mathisa. Końcowy odcinek zabudowany był willami zamożnych Wrocławian. Nazwa ulicy pochodziła od wspomnianej już wsi Gabitz.

W czasie walk o Festung Breslau zabudowa ulicy została niemal całkowicie zrównana z ziemią. Odbudowa rozpoczęłą się już w latach 50. lecz większość bloków powstała w latach 60. i 70.
Ulica przez pierwsze trzy powojenne lata nosiła obecną nazwę - ul. Gajowicka. W 1948 r. patronem został Adam Feliks Próchnik (1892-1942), działacz socjalistyczny i oświatowy, historyk. Od 1969 r. kiedy zlikwidowano odcinek ulicy między ul. Zaporoską i ul. Lubuską był on patronem właściwie dwóch ulic. W 1981 r. krótszy odcinek (od ul. Kolejowej do ul. Lubuskiej) otrzymał nowego patrona Wincentego Stysia (1903-1960), prawnika, ekonomistę i historyka.