Kéo dài từ phố Lý Đạo Thành đến phố Tràng Tiền, nguyên là phần đất thôn Vọng Hà xưa. Thời Pháp thuộc, đây là phố Thống chế Phốc (rue Maréchal Foch). Sau Cách Mạng đổi ra là phố Trương Định. Năm 1964 đổi ra tên hiện nay.
Trước đây, sông Hồng chảy sát bờ đê dọc phố Trần Quang Khải, và khu vực ngã tư Trần Quang Khải - Chương Dương Độ là một bến đò có kè đá, gọi là Bến Đá (Thạch Tân). Tới giữa thế kỷ XIX, sông Hồng chuyển hẳn dòng chảy chính về phía Đông, bến này bị cát bồi, thuyền bè không ghé nữa nên Thạch Tân (bến Đá) thành ra Cổ Tân (bến Cũ).