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.