Bieg obecnej ul. Podwale wyznaczył przebieg murów miejskich i znajdującej się przy nich zewnetrznej fosy miejskiej. Niezabudowana droga nabrała miejskiego charakteru dopiero po wyburzeniu fortyfikacji w 1807 r. Po rozparcelowaniu w 1813 r. na 26 działek nowa ulica otrzymała nazwę Am Stadtgraben (Przy Fosie Miejskiej). Istnienie dużych parcel, które w następnych latach dzielono na mniejsze, pociągało za sobą ciągłe zmiany numeracji. Aby usprawnić te działania w 1847 r. zdecydowano się na podzielenie ulicy na trzy odcinki i nadanie im osobnych nazw (wywodzących się od przedmieść, przez które przechodziły):

- odcinek od ul. Sikorskiego do pl. Orląt Lwowskich nazwano Nikolai Stadtgraben (Podwale Mikołajskie);
- od pl. Orląt Lwowskich do ul. Dworcowej - Schweidnitzer Stadtgraben (Podwale Świdnickie);
- od ul. Dworcowej do al. Słowackiego - Ohlauer Stadtgraben (Podwale Oławskie);

W dwa lata po podziale ulicy zamontowano na niej oświetlenie gazowe. Do połowy lat 40. XIX w. wzdłuź ulicy ciągnęły się głównie ogrody, które z czasem zaczęły zastępować okazałe gmachy użyteczności publicznej i budynki mieszkalne. W latach 1828-1834 między ul. Sądową i pl. Orląt Lwowskich wznisiono Koszary Kirasjerów (później Grenadierów), a w latach 1845-1852 na sąsiedniej działce powstał okazały gmach sądu. W następnych latach powstały: Synagona Na Wygonie (1866-70), dom handlowy Martina Schneidera (ob. Podwale), gmach Prezydium Policji (1925-27), monumentalny dom towarowy Wertheim (AWAG, po wojnie PDT) czy willa rodziny Haase pod nr 76 (później siedziba śląskiego oddziału HJ).

W czasie wojny najbardziej ucierpiał południowy odcinej ulicy między ul Czystą i ul. Kołłątaja, a także rejon ul. Traugutta i pl. 1-go Maja. Po wojnie ulica także była podzielona na trzy odcinki, lecz 11 grudnia 1951 r. zdecydowano się na ich połączenie pod jedną nazwą - ul. Podwale.

Nazwę Bahnhofstr. nadano jej w 1841 r. mimo, że nie dochodziła jeszcze wtedy do pierwszego wrocławskiego dworca przy ul. Małachowskiego. Prowadziła wtedy od Podwala do ul. Kościuszki. Przedłużenie do obecnej ul. Piłsudskiego nastąpiło dwadzieścia lat później w 1860 r. Nowa część była już częściowo zabudowana, a w swym końcowym biegu przecinała stary cmentarz żydowski. W czasie wojny najbardziej ucierpiał odcinek między ul. Piłsudskiego i ul. Kościuszki, a pojedyncze ocalałe kamienice rozebrano po wybudowaniu bloków po obu stronach ulicy.