Najstarsza wzmianka o szpitalu Bożego Grobu pochodzi z 1412, kaplica szpitalna wymieniana jest od 1450. Od 1457 szpital, nad którym nadzór sprawowała rada miasta, stanowił miejsce opieki nad ubogimi dziećmi, zapewniające im także naukę zawodu sukiennika. W 1. pot. XV w. powstała got. część b., narożna, mur., z zachowanym podpiwniczeniem wspierającym niezachowany filar sklepienia krzyżowego kaplicy, do której przylegało skrzydło z dormitorium usytuowane wzdłuż ul. św. Mikołaja. Na dziedzińcu wznosiły się zapewne dodatkowe budynki gosp., przede wszystkim kuchnia i łaźnia. Charakterystyczne koleby w potężnych piwnicach części zach. skrzydła pn. świadczą o odbudowie w 1. ćw. XVII w. W 1789-91 założenie zostało przebud. ze środków kupca Andreasa Krischkego, kiedy przyłączono 2 sąsiednie domy przy ul. Kazimierza Wielkiego i nadano budynkom szpitala formę klasycystyczną. W 1822 wychowankowie zostali przeniesieni do nowej szkoły elementarnej, a d. szpital w 1852 sprzedano miejskiemu zarządowi szkolnemu z przeznaczeniem na szkołę. Poważne przekształcenie i unowocześnienie wnętrz nastąpiło w 1858, autorem proj., zakładającego likwidację kaplicy, rozbudowę o skrzydło zach. i nadbudowę o jedną kondygnację, byt inspektor bud. Georg Weissleder. Elewacje zostały ujednolicone, 1. kondygnację podkreślono boniowaniem w tynku, tworząc fasady w duchu wt. neorenesansu, zagęszczono też rytm okien.

Zniszczenia II wojny świat, nie naruszyły budynku narożnego i skrzydła zach., zniszczeniu uległy natomiast sąsiadujące z d. szpitalem kamienice przy ul. Kazimierza Wielkiego, na których miejscu powstało boisko szkolne. Po likwidacji szkoły b. w 2007-09 został przebud. na biurowiec Times wg proj. arch. Krzysztofa Skalskiego. Dobudowano skrzydło pd., zamykające dziedziniec nakryty przeszkleniem o konstrukcji stalowej. W rezultacie kolejnych przebudów b. ma ob. 4 skrzydła i wewn. dziedziniec, pod skrzydłem pd. i dziedzińcem mieści się garaż podziemny. W trakcie remontu odnaleziono i wyeksponowano pozostałości kaplicy, got. tablicę fundacyjną oraz ślady dormitorium. Na narożniku budynku d. szpitala znajduje się ob. kopia rzeźby Chrystusa Króla (drewn. oryginał od 1970 przechowywany jest w MA).

Jedna z dwóch ulic we wrocławskim Starym Mieście, łączących niegdyś Rynek ze znajdującą się na zachód od niego nieistniejącą już Bramą Mikołajską (tą drugą ulicą jest ulica Ruska), od której bierze nazwę (do 1945 Nikolai Straße).

W średniowieczu (wraz z ulicami Ruską, Oławską, Świdnicką i Piaskową) była jedną z głównych arterii komunikacyjnych Wrocławia.

Przy ulicy św. Mikołaja, przy samym Rynku, znajduje się kościół św. Elżbiety. Na drugim końcu ulicy, niedaleko dawnej Bramy Mikołajskiej, znajduje się dzisiejszy Sobór Narodzenia Przenajświętszej Bogurodzicy we Wrocławiu, dawniej kościół pod wezwaniem św. Barbary.

Ulica liczy około 600 metrów i w połowie długości przecięta jest wytyczoną w latach 70. XX wieku wrocławską trasą W-Z. Wyburzenia związane z przeprowadzeniem trasy W-Z oszczędziły stojący na rogu ulicy św. Mikołaja i trasy budynek Szpitala Bożego Grobu

Uliczka swą nazwę - Karlstr. - pamiętniającą pobyt we Wrocławiu cesarza Karola IV, otrzymała dopiero w XVIII wieku. Biegła ona wtedy od ul. Krupniczej do ul. Świdnickiej (dziś południowy pas trasy W-Z) za wewnętrznymi murami miejskimi tuż przy starej fosie zwanej Czarną Oławą (Schwarze Ohle). Wcześniej zaliczana była do sterfy miasta zewnętrznego zwanego Pod Słodownikami. Pod koniec XVII i XVIII wieku zmienił się charakter ulicy. Dawne drewniane domki nad fosą i ogrody były stopniowo zastępowane rezydencjami bogatych urzędników i wojskowych. Po podniesieniu Wrocławia do rangi jednej ze stolic Prus przy Karlstr. zaczęła się rozwijać dzielnica rządowa. Najważniejszą budowlą przy tej niewielkiej ulicy był oczywiście dawny pałac Spätgenów przekształcony przez Fryderyka Wielkiego na pałac królewski. Jednak już w pierwszwj połowie XIX wieku głównie za sprawą Żydów w większości domów znajdowały się sklepy i warsztaty. Kolejne wielkie zmiany w wyglądzie ulicy planowano już w latach dwudziestych XX wieku. Miały one polegać na likwidacji zaułków powstałych w miejscu zasypanej w XIX w. Czarnej Oławy i utworzeniu w ich miejscu szerokiej drogi. Na realizację tych planów przyszło jednak jeszcze poczekać kilkanaście lat.

Zniszczenia wojenne nie ominęły niestety i tego rejonu. Z gęstej zabudowy między wąskimi zaułkami pozostała tylko kupa gruzu i puste place. Do 1945 r. dawna Karlstr. nosiła nazwę ul. Karola. W tym roku patronem ulicy został Kazimierz Wielki (1310-1370), ostatni król Polski z dynastii Piastów. W połowie lat 70. przystąpiono do budowy szerokiej arterii komunikacyjnej, co pociągnęło ze sobą wyburzenie kilku budynków oraz likwidację kilku ulic i zaułków.

W skład północnego pasa nowej trasy weszyły:
- pl. św. Krzysztofa (Christophoriplatz) - fragment na północ od kościoła św. Krzysztofa
- Zaułek Pokutniczy (Altbüßer-Ohle) - biegł od ul. Ofiar Oświęcimskich do ul. Szewskiej
- Zaułek Zamkowy (Schloß-Ohle) - biegł od ul. Świdnickiej do ul. Gepperta
- ul. Siedmiu Kół (Sieben-Rade-Ohle) - biegła od ul. Gepperta do pl. Bohaterów Getta
- Zaułek Ruski (Reussen-Ohle) - biegł od pl. Bohaterów Getta do ul. św. Mikołaja
- ul. Białoskórnicza (Weissgerbergasse) - południowy odcinek do ul. Ruskiej do ul. św. Mikołaja

Na południowy pas złożyły się:
- ul. Słodowa (Hummerei) - od pl. św. Krzysztofa do ul. Świdnickiej
- ul. Kazimierza Wielkiego (Karlstr.) - od ul. Świdnickiej do ul. Krupniczej
- ul. Złote Koło (Goldene-Rade-Gasse) - od pl. Bohaterów Getta do ul. Ruskiej
- ul. Nowy Świat (Neueweltgasse) - południowy odcinek między ul. Ruską i ul. św. Mikołaja.