Одна з центральних магістралей Києва. Простягається від Хрещатика до Гончара Олеся вулиці. Прокладена в середині XIX ст. відповідно до генерального плану міста, затвердженого в 1837 у зв’язку з будівництвом Головного корпусу Київського університету та забудовою прилеглих до нього кварталів. Оскільки була прокладена вздовж садиби, де в середині 50-х pp. XIX ст. містився Кадетський корпус, то спочатку мала назву Кадетської. Серед її найстаріших будівель заслуговують на увагу такі. Будинок (№ 37) заснованого при університеті в 1841 Анатомічного театру, споруджений у стилі пізнього класицизму в 1851-53 архітектором О.В. Беретті. В ньому працювали професори медичного факультету Київського університету О. Вальтер, В. Бец, М. Тихомиров, В. Стефаніс, Ю. Мацон, Г. Мініх, П. Перемежко, Н. Хржонщевський та ін.
Збудований у 1850 первісно двоповерховий особняк (№ 6) київського цивільного губернатора Фундуклея, який пожертвував його місту в 1859 під жіноче училище, відоме як Фундуклеївська жіноча гімназія, почала працювати в ньому в 1860. В 1874-75 під керівництвом архітекторів О.В. Беретті та О.Я. Шілле в ній надбудовано два поверхи. Спочатку була розрахована на 250 вихованок з усіх станів і утримувалася на пожертви, кошти міського бюджету та плату за навчання. В різні часи в ній викладали П. Житецький, М. Довнар-Запольський, Г. Шпет, О. Кошиць, А. Сте-пович, П. Армашевський, В, Щербина, В. Менк. В 1900 її закінчила історик Н. Полонська-Василенко, в 1906- 1907 в ній навчалася А. Ахматова. Нині в будинку міститься державна компанія "Нафтогаз України". На ім’я згаданого вище губернатора і мецената вулицю 1869 названо Фундуклеївською.
Ще один широко відомий навчальний заклад містився в будинку № 11 – колегія Павла Галагана. Споруджену в середині XIX ст. будівлю 1869 придбав відомий український землевласник і меценат Г. Галаган, і вонабула переобладнана під навчальний заклад архітектором О.Я. Шілле, Колегію відкрито 1 жовтня 1871 і названо в пам’ять про померлого у молодому віці сина родини Ґалаґанів – Павла. В ній впродовж чотирьох років навчалися юнаки з 16-річного віку, 40% – безкоштовно. На відміну від державних гімназій, тут читалися українознавчі курси. Колегія славилась багатою бібліотекою, мала церкву (де в 1886 з О. Хоружинською вінчався І. Франко), спортзал, їдальню, телескоп. Серед її викладачів були філолог П. Житецький, поет І. Анненський (у 1890-93 – директор), художники М. Мурашко та М. Пимоненко, а серед вихованців – етнограф і фольклорист П. Чубинський, сходознавець А. Кримський, ботанік, майбутній президент АН України, В. Липський. У 1917-18 в будинку містився очолюваний С. Петлюрою Генеральний секретаріат з військових справ, з 1920 – різні культурно-освітні заклади, а 1983 відкрито Музей літератури України.
В 1856 на розі з вул. Володимирською завершено будівництво Міського театру, який відкрився в жовтні того ж року. Але одного театру для міста було замало, і 1875 французький підприємець О. Бергоньє на розі вул. Фундуклеївської та Новоєлизаветинської (пізніше – Пушкінської) збудував театр, за яким і закріпилося його ім’я. У 1878 будівлю значно розширено, і на її другому поверсі розмістився готель "Ліон". В приміщенні театру Бергоньє (пізніше – Російського драматичного театру ім. Лесі Українки, нині – Національний театр російської драми) виступали театрально-циркова трупа В. Оболенського, російські драматично-опереткові трупи Савіна та Сєтова, українські колективи Кропивницького та Старицького. У 1883 приміщення переобладнано з метою кращого прилаштування до драматичних вистав. З цього часу впродовж семи років сюди постійно приїздив на гастролі московський драматичний театр Соловцова, до якого кияни звикли як до свого. В 1891 М. Соловцов разом з П. Чужбиновим та іншими драматичними акторами заснував у Києві театр "Соловцов", який у вересні того ж року відкрився у приміщенні театру Бергоньє виставою гегелівського "Ревізора" (паралельно для нього почалось будівництво спеціального будинку на Миколаївській площі). 27 жовтня (9 листопада) 1917, у приміщенні театру Бергоньє на об’єднаному засіданні Рад робітничих і солдатських депутатів, орієнтованих на більшовиків, було прийнято рішення про підтримку повстання в Петрограді та організацію нового, більшовицького Військово-революційного комітету і передачу йому всієї влади в Києві. Це стало прологом до кількаденних боїв між прихильниками більшовизму, частинами, вірними вже поваленому Тимчасовому уряду, та тими, хто підтримував Центральну Раду.
В останній чверті XIX ст. та в перші роки XX ст. вулиця забудовується кількаповерховими житловими будинками в еклектичному та псевдо-руському стилях. Серед них, крім величної споруди Міського театру (відкритого 1901 на місці згорілого в 1896 нині – Національна опера України), який фасадом виходив на Володимирську вулицю (№ 50), слід відзначити споруджений в 1904 п’ятиповерховий будинок № 10, де на початку XX ст. містилися жіноча гімназія Титаренка, Київський клуб автомобілістів та Київське товариство мистецтва і літератури. Так само заслуговує на увагу зведений в 1903 в стилі еклектизму будинок № 26, в якому до 1918 розміщувався один з кращих готелів міста – "Ермітаж". У жовтні 1907 тут проживала група письменників з Петербурга та Москви, які приїхали до Києва для участі у вечорі "нового мистецтва", який був проведений 4 жовтня в Міському театрі. Серед них були поети О. Блок та О. Білий.
У серпні 1945 тут зупинявся відомий актор, поет і естрадний співак О. Вертинський, восени 1948 жив художник П. Корін, який очолював проведення реставраційних робіт у Володимирському соборі.
Історико-культурне значення мають також споруджені на початку ХХ ст. будинки: № 27/1, в якому на другому поверсі у 1918-19 містилася майстерня декоративного живопису О. Екстер (сам будинок належав батькові її чоловіка, думському гласному Є. Екстеру); № 50, в ньому в 1913-26 мешкав піонер вітчизняного дирижаблебудування Ф. Андерс; споруджений у стилі модерн в 1904 будинок № 52, тут у 1913-14 жив історик В. Липинський; № 84, в якому у 1913-57 мешкав літературознавець і бібліограф С. Маслов.
Перед початком Першої світової війни на зміну стилю модерн у Києві починає приходити неокласицизм, найвідомішим представником якого в місті був архітектор П. Альошии, У 1914 він розпочав будівництво корпусу Ольгіиської жіночої гімназії на розі вулиць Володимирської і Фундуклеївської (№ 15/55). У 1926 недобудовану споруду передали ВУАН, роботи тривали до 1928, у 1936 надбудовано 4-й поверх, а у післявоєнні роки – корпус по Терещенківській вулиці (нині у фасадній частині цього комплексу по Володимирській, 55 міститься Великий конференц-зал НАН України). У різні часи тут розміщувалися різні наукові установи і працювало чимало відомих учених. З 1966 в будинку міститься Науково-природознавчий музей НАН України. Перед його корпусом встановлено бюст президента НАН України Б.Є. Патона.
Впродовж 30-х pp. XX ст. у стилі конструктивізму з використанням неокласичних форм на розі вулиць Б. Хмельницького (№ 68) та М. Коцюбинського споруджено житловий комплекс, призначений для мешкання письменників та інших представників творчої інтелігенції міста (Роліт). Встановлені на його фасаді дошки засвідчують, що тут в різні роки жили А. Головко, С. Голованівський, М. Дубов, О. Копиленко, І. Кочерга, 1. Кулик, О. Кундзич, Б. Лятошинський, А. Малишко, І. Микитенко, П. Панч, Л. Первомай-ський, М. Пригара, Н. Рибак, М. Рильський, В. Собко, М. Стельмах, П. Усенко, М. Шпак, Ю. Янонський. Крім них, серед мешканців цього будинку слід згадати письменників і поетів М. Бажана, О. Вишню, В. Кучера, І. Ле, В. Сосюру, П. Тичину, а також художника 3. Тол-качова. У спорудженому в кінці XIX ст. будинку № 51 до революції працювали Вищі жіночі курси та Фре-белівський інститут, а пізніше – різні навчальні і держанні установи, з 1959 – Головна редакція Української Радянської Енциклопедії (тепер – видавництво "Українська енциклопедія" ім. М.П. Бажана).
З 1919 вулиця носила ім’я В.І. Леніна, 1993 перейменована на честь гетьмана України Б. Хмельницького.