Kéo dài từ phố Hàng Bông đến phố Bà Triệu. Phố này đi qua các thôn Anh Mỹ, Bích Du, Nam Phụ và Nguyên Khánh, Tới giữa thế kỷ XIX, thôn Anh Mỹ hợp với một số thôn khác thành thôn Đông Mỹ, thôn Bích Du hợp với thôn Hoa Cẩm và Lưu Truyền thành thôn Bích Lưu. Còn Nam Phụ hợp với Nguyên Khánh thành Phụ Khánh. Đình thôn Anh Mỹ nay là số nhà 33. Đình Bích Lưu ở số nhà 66 Hai Bà Trưng nhưng cũng là ngay bên cạnh phố Thợ Nhuộm, cạnh đình là chùa Bích Lưu. Đình Phụ Khánh vốn ở ngay trên khu vực nhà lao Hỏa Lò. Vì năm 1897, thực dân Pháp đuổi hết dân làng Phụ Khánh để lập nhà tù và tòa án. Dân làng Phụ Khánh sau đó phải xuống ở nhờ trên đất làng Thể Giao, họ chuyển ngôi đình về đây, vẫn gọi là đình Phụ Khánh, đồng thời chuyển cả ngôi chùa Chân Tiên xuống theo, nay là nhà 151 Bà Triệu.
Phố Thợ Nhuộm thực ra chỉ có đoạn đầu phố là có nghề nhuộm thâm, thợ nhuộm ở đây có gốc gác từ làng Liêu Xá, Liêu Xuyên và Vân Hoàng di cư đến đây. Tương truyền nghề nhuộm ở phố này có từ đầu đời Nguyễn và chỉ bị mai một trước sức công phá của thuốc nhuộm do thực dân Pháp đem sang. Thời Pháp thuộc, đoạn từ Hàng Bông đến Hai Bà Trưng được gọi là phố Những người thợ nhuộm (rue des Teinturiers), đoạn còn lại là phố Giăng Xô-le (rue Jean Soler).