Năm 1446, vua Lê Nhân Tông đặt ra phủ Trung Đô gồm 2 huyện là Quảng Đức và Vĩnh Xương. Năm 1469, Lê Thánh Tông đổi phủ Trung Đô thành Phụng Thiên với huyện Quảng Đức và Vĩnh Xương, mỗi huyện có 18 phường tổng cộng là Thăng Long có 36 phường. Đến triều Nguyễn, kinh đô chuyển về Phú Xuân, Thăng Long bị hạ cấp thành tỉnh và đời vua Minh Mạng Hà Nội có 239 phường thôn, trại, đời vua Tự Đức có 153 phường, thôn, trại.
Trong cuốn Lịch sử Hà Nội, nhà sử học người Pháp Philippe Papin viết "chức phố trưởng xuất hiện vào khoảng năm 1850", như vậy việc ra đời chức phố trưởng cho thấy sự hình thành các phố nằm trong làng nghề và phố thời đó không như bây giờ mà chỉ là nơi tập trung nhiều hộ gia đình tự sản tự tiêu một mặt hàng. Trưởng phố chỉ có nhiệm vụ đôn đốc làm vệ sinh, thu thuế, giải quyết các va chạm... Sau này phố trưởng do thành phố chỉ định, công việc nhiều hơn. Trong các ghi chép của nhiều người Pháp từng đến hoặc sống tại Hà Nội giai đoạn 1875 đến 1888 đã thấy họ sử dụng từ phố bắt đầu bằng chữ Hàng. Có thể tên phố bắt đầu bằng chữ Hàng xuất hiện dưới triều vua Tự Đức. Tuy nhiên không có "Hà Nội 36 phố phường" ,đó chỉ là cách gọi mang tính biểu trưng. Sách "Đại Nam nhất thống chí" do quốc sử quán triều Nguyễn soạn chép tên 21 phố, còn trong Chuyến đi Bắc Kỳ năm Ất Hợi 1876 của Trương Vĩnh Ký bổ sung thêm 2 phố. Song trong bản đồ Hà Nội của sách Đồng Khánh địa dư chí soạn vào đời Đồng Khánh 1886-1888 chép gần đủ tên 36 phường ở Hà Nội (khu vực "phố cổ" thuộc quận Hoàn Kiếm ngày nay), không thấy chép tên phố. Trong một bài viết đang trên báo Người Hà Nội năm 1988, ông Nguyễn Văn Uẩn, tác giả của bộ sách "Hà Nội nửa đầu thế kỷ XX" cho rằng phường được sử dụng trong giấy tờ của nhà chức trách còn phố do dân gọi và lâu mà thành và phố vẫn nằm trong phường.
Trong một cuốn sách, G.Azambre (giáo viên trường Albert Sarraut ở Hà Nội) mô tả về phố Hà Nội năm 1875 như sau: "Ngoài những khu phố Tầu thì các nhà Kẻ Chợ là nhà tranh. Kẻ Chợ không tạo ra một thành phố theo đúng nghĩa của từ này. Các phố nằm xen lẫn với đầm hồ tạo thành thôn và có cả đình riêng, nghề riêng". Sở dĩ phố Hà Nội thời kỳ này nhỏ, hẹp một phần do chính sách của triều Nguyễn không cho dân xây nhà cao qua quá kiệu vua. Còn ghi chép của Công sứ Bonnal trong cuốn Ở Bắc Kỳ, ghi chép và kỷ niệm (Au Tonkin-notes et souvenirs 1883-1885) về "khu phố cổ" thì: "Phố rất hẹp họ chỉ lát gạch rộng chừng 1 mét ở giữa đường và gạch thì bị vỡ hoặc xô lệch. Hai bên là bùn bốc mùi hôi thối vì nước thải không có chỗ tiêu thoát. Mỗi khi có kiệu hay người cưỡi ngựa qua, người đi bộ phải lội xuống bùn lầy để tránh, có chỗ bùn sâu tới 30cm". Những mái hiên che nắng, che mưa cho những gian hàng làm lối đi bị thu hẹp khiến việc đi lại khó khăn nên Tổng đốc Nguyễn Hữu Độ đã ra lệnh cho trưởng phố dỡ bỏ những trái nhà lấn chiếm và buộc các nhà buôn phải thu hẹp mái hiên và giá để hàng. Còn Jordany, ủy viên cảnh sát trưởng thành phố sử dụng tù nhân lấy gạch ngói vỡ ở các phố bị quân Cờ Đen đốt phá để san bằng các con đường, đào rãnh thoát nước. Thời kỳ này phố trưởng ở một vài phố tự động cho treo biển tên phố bằng chữ Hán để thuận tiện cho việc buôn bán. Dù không treo biển tên phố nhưng việc một phố cùng bán một mặt hàng nên chỉ cần hỏi thăm là dân các tỉnh có thể tìm đến các phố mà họ cần đến.
Ngày 19-7-1888, Tổng thống Pháp khi đó là Carnot ký sắc lệnh thành lập thành phố Hà Nội với diện tích 9,4 héc ta (thuộc tỉnh Hà Nội, bao gồm toàn bộ quận Hoàn Kiếm, một phần quận Ba Đình hiện nay) thuộc quyền quản lý của Thống sứ Bắc kỳ do Maire người Pháp làm đốc lý. Hơn 2 tháng sau, ngày 1-10-1888, vua Đồng Khánh bị ép ký phải chuyển đất Hà Nội thành nhượng địa cho Pháp. Liên tiếp trong các năm 1890, 1891 và 1892, Thống sứ Bắc Kỳ Brière đã ra nhiều nghị định trong đó có nghị định cấm làm nhà lá ở một số tuyến phố quanh hồ Gươm; nghị định ngày 21-4-1890 ấn định chiều dài, chiều rộng, vỉa hè ở các phố và đường, nắn thẳng khi làm mới hay sửa chữa; nghị định ngày 21-9-1891 về thoát nước, mặt tiền, chiều cao, phần nhô ra... cho các phố. Có lẽ khu phố cổ còn lộn xộn và dù có nhiều nhà gạch được xây nhưng đến năm 1897 vẫn còn tới 2954 nhà lá lụp sụp nên chính quyền không ra nghị định đặt tên phố và đánh số nhà. Tuy nhiên chính quyền vẫn sử dụng tên phố vốn có trước đó trong văn bản hành chính. Khi phố Paul Bert (bao gồm phố Tràng Tiền và Hàng Khay ngày nay) khánh thành vào năm 1886, bá hộ Nguyễn Hữu Kim ở làng Vũ Thạch (Hàng Khay hiện nay) đã tặng biển tên phố làm bằng vóc ghi 3 thứ chữ là Pháp, Hán và Việt được khảm bằng trai. Tháng 6-1896, Toàn quyền Đông Dương đã ra lệnh chính thức bãi bỏ chức quan huyện ở Hà Nội và như vậy, từ một thành phố phong kiến, Hà Nội dần dần mang hình hài của một thành phố theo mô hình phương Tây. Năm 1902, Hà Nội trở thành thủ đô của Liên bang Đông Dương và để thủ đô văn minh Toàn quyền Đông Dương và Thống sứ Bắc kỳ ra các nghị định chỉnh trang phố xá. Bên cạnh việc mở rộng, Hà Nội được chia thành 8 đơn vị hành chính cấp khu phố và bắt đầu thực hiện treo biển tên phố, đánh số nhà và đặt tên cho các công viên. Số nhà được đánh theo quy định, bắt đầu từ hướng Bắc xuống Nam, từ hướng Đông sang Tây; từ Đông Bắc xuống Tây Nam và Tây Bắc xuống Đông Nam; bên tay phải là số chẵn và tay trái là số lẻ. Các phố ở khu vực "phố cổ" vẫn được dùng theo tên gọi cũ, nhưng được ghi bằng chữ Pháp. Người có công đấu tranh với hội đồng thành phố để giữ các tên cũ là Nguyễn Văn Vĩnh và một số học giả (trong đó có cả học giả Pháp) ở Viện Bác cổ Viễn Đông. Khi Nguyễn Văn Vĩnh trở thành ủy viên hội đồng thành phố vào năm 1908, ông đã quyết liệt đòi lấy tên các danh nhân trong lịch sử Việt Nam như: Đinh Tiên Hoàng, Lý Thường Kiệt, Trần Hưng Đạo... để đặt tên phố. Ý kiến của ông cuối cùng được chấp thuận nhưng hội đồng thành phố chỉ đặt tên Lý Thường Kiệt, Đinh Tiên Hoàng cho các ngõ cụt ở khu Hàng Đũa (nay là khu vực phố Ngô Sỹ Liên), vốn là một khu ổ chuột. Còn thi hào Nguyễn Du thì họ đặt cho 1 ngõ nhỏ từ Hàng Đào ăn sang Gia Ngư ngập ngụa nước tiểu và sặc mùi xú uế. Các phố mới xây dựng ở phía nam, phía bắc và phía đông hồ Gươm được đặt tên người Pháp có liên quan đến Hà Nội. Việc đặt tên phố quá bất cập nên báo L’Avenir du Tonkin số ra ngày 14-9-1907 đã cho đăng một bảng đối chiếu chữ Pháp với chữ Việt tên các đường phố Hà Nội dưới tiêu đề "Những chỉ dẫn hữu ích" (Renseignements utiles). Ngay phần trên bảng đối chiếu, tác giả phàn nàn: " Nếu nói 10 lần bằng tiếng Pháp với người chạy xe tay: Conduis-moi rue de la Chaux (Hãy đưa tôi đến phố Hàng Vôi) thì sẽ có 9 lần trả lời: Không biết. Nhưng chỉ cần nói với anh ta bằng tiếng Việt: Đi Hàng Vôi thì anh ta hiểu và ngay lập tức quay xe đi đến phố Hàng Vôi". Còn báo L'Eveil e'conomique de L'Indochine phê phán đặt tên phố: "Tên Việt Nam dịch ra chữ Pháp thì người Pháp không hiểu, còn tên Pháp thì người bản xứ không hiểu. Song điều đó cũng dễ hiểu vì người Pháp đặt tên phố cho Pháp dùng, đâu phải đặt tên cho người bản xứ". Việc đặt lại tên cũng gây phiền hà cho các bác sỹ, nhà thuốc, văn phòng luật sư vì quảng cáo của họ nhắm tới người Việt Nam. Ví như Boulevard (đại lộ) Gia Long thì phải chua là Hàng Giò, Boulevard Đồng Khánh phải chua là Hàng Bài. Những ngõ nằm trong qui hoạch nhưng chưa có dân hoặc còn là hồ ao thì họ đánh số, khi nào có nhà có dân thì họ đổi thành tên. Mãi cho đến những năm 1980 vẫn còn nhiều phố là số vì lý do chiến tranh, do cũng chưa cần thiết...
Ngày 20-7-1945, Nhật giao lại Hà Nội, Hải Phòng, Đà Nẵng cho người Việt quản lý về mặt hành chính thì bác sĩ Trần Văn Lai được mời làm thị trưởng Hà Nội. Chỉ trong khoảng thời gian hơn 1 tháng, ông Trần Văn Lai đã làm được hai việc chính là dùng chữ Việt để ghi chép giấy tờ, sổ sách tại tòa đốc lý và đổi lại tên đường phố và công viên. Các tên phố bằng chữ Pháp được thay bằng chữ Việt. Các tên phố mang tên người Pháp đổi lại thành tên của các anh hùng dân tộc, nhà thơ nổi tiếng, các doanh nhân tài ba của đất Việt. Doanh nhân Bạch Thái Bưởi và thi sỹ Nguyễn Khắc Hiếu cũng được đặt tên khu vực phố mang tên danh nhân, điều đó chứng tỏ tầm nhìn và sự trân trọng đối với bất cứ ai có công với nước, dù xưa hay nay. Không chỉ đổi tên phố, thị trưởng Trần Văn Lai còn đổi tên vườn hoa, quảng trường Puginer đổi thành Ba Đình đồng thời cho giật đổ tượng Paul Bert ở vườn hoa Paul Bert (nay là Lý Thái Tổ), Nữ Thần tự do ở vườn hoa Neyret (nay là Cửa Nam), Jean Dupuis ở đường bờ sông (nay là Trần Quang Khải)...
Ngày 19-8-1945, nhân dân Hà Nội khởi nghĩa giành lại chính quyền. Ngày 2-9-1945, Chủ tịch Hồ Chí Minh tuyên bố Việt Nam độc lập và Hà Nội trở thành thủ đô của nước Việt Nam Dân chủ Cộng hòa, đích thân Chủ tịch Hồ Chí Minh đã mời bác sĩ Trần Duy Hưng làm Chủ tịch Ủy ban nhân dân Thành phố Hà Nội. Một trong những việc làm ngay của chính phủ mới là cho đổi lại tên phố, tỉnh lỵ, vườn hoa... trên Việt Nam Dân quốc công báo số 1 (thứ 7 ngày 29-9-1945) đã đăng tải thông cáo của chính phủ "về việc đặt tên đường phố và công viên tại các thành phố và tỉnh lỵ". Theo danh sách này, tên một số phố thời kỳ bác sĩ Trần Văn Lai làm thị trưởng đã cho đổi tên vẫn được giữ. Phố mang tên Bạch Thái Bưởi bị xóa bỏ, có thêm một số danh nhân của Đảng cộng sản Đông Dương được đặt tên phố gồm: Trần Phú, Phan Thanh. Sau ngày kháng chiến toàn quốc 19-12-1946, Chính phủ Hồ Chí Minh lên chiến khu Việt Bắc, Hà Nội bị Pháp tạm chiếm, chính quyền lại dùng tên phố trước năm 1945. Năm 1949, chính phủ "Quốc gia Việt Nam" do Bảo Đại làm Quốc trưởng được thành lập và dược sĩ Thẩm Hoàng Tín được bổ nhiệm làm thị trưởng thì Hà Nội lại được đổi tên lẫn nữa. Ngày 28-2-1951, ông Thẩm Hoàng Tín đã ban hành nghị định số 138-ND ngày 28-2-1951 (được Thủ hiến Bắc Việt Nguyễn Hữu Trí duyệt y ngày 14-3-1951) về việc đặt tên mới các phố trong thành phố bao gồm 355 phố và 20 vườn hoa. Tên phố cũ vốn được ông Trần Văn Lai, Trần Duy Hưng đặt ra phần lớn vẫn được Thẩm Hoàng Tín sử dụng lại bằng chữ Pháp và chữ Việt. Tuy nhiên cũng có thay đổi, phố Trần Phú, Phan Thanh, Tôn Trung Sơn đổi sang tên khác. Phố mang tên các vua triều Nguyễn được đặt lại có Gia Long, Đồng Khánh, các phố Tràng Tiền, Hàng Khay và Tràng Thi đổi thành các phố Pháp Quốc, Anh Quốc, Mỹ Quốc. Ngày 10-10-1954, chính phủ kháng chiến trở về tiếp quản Hà Nội, bác sĩ Trần Duy Hưng trở lại với chức vụ Chủ tịch Ủy ban Hành chính thành phố Hà Nội. Tên một số phố cũ thời tạm chiếm bị bỏ gồm: phố Pháp Quốc, Anh Quốc, Mỹ Quốc trở lại với tên Tràng Tiền, Hàng Khay và Tràng Thi; Đồng Khánh thành Hàng Bài, Gia Long thành phần đầu của phố Bà Triệu; phố Trần Phú thay cho đại lộ Hàm Nghi và phố Lê Hồng Phong thay cho phố Tôn Thất Thuyết (trước nữa là phố Tôn Trung Sơn). Các tên phố còn lại hầu hết như tên phố đã đặt năm 1951. Sau này, năm 1964 tên phố lại được chỉnh sửa lần nữa.
Dù việc đặt tên phố được cho là khoa học và rất có ý nghĩa nhưng vẫn còn những khiếm khuyết và biển tên phố từng có những sai sót như phố Báo Khánh lại ghi thành Bảo Khánh hay phố Nguyễn Thiếp lại thành Nguyễn Thiệp. Từ năm 2008, tỉnh Hà Tây sáp nhập vào Hà Nội, nhiều tên phố ở Hà Đông trùng với tên phố của Hà Nội cũ. Có lẽ cần phải có một đợt rà soát tổng thể để điều chỉnh, tên phố Hà Nội không chỉ mang ý nghĩa hành chính, địa lý mà qua tên phố, người ta có thể thấy lịch sử,văn hóa của Hà Nội.