Первое имя улицы Зодчего Росси - Театральная. Она была задумала Карлом Росси в 1810-х годах при перепланировании всего пространства вокруг усадьбы Аничкова дворца. Создание архитектурного ансамбля этой улицы началось в 1828 году, когда императором Николаем I был утверждён соответствующий проект.
Проект предусмотрел создание единого архитектурного пространства, включающего в себя Александринскую и Чернышёва (ныне Ломоносова) площади, которые соединила Театральная улица. Улицу оформляют всего два здания, которые построены как зеркальные отражения друг друга. Их длина - 220 метров, высота - 22 метра. Ширина улицы - 22 метра, таким образом она является самой симметричной в мире.
В 1835 году Николай I принял решение перевести сюда балетное училище. В связи с этим были заложены открытые аркады первых этажей по обе стороны улицы. Переселение состоялось в 1836 году. В 1890-х годах училище окончили Анна Павлова, Михаил Фокин, Агриппина Ваганова.
В октябре 1923 года улица получила новое имя - улица Зодчего Росси. С 1957 года балетное училище стало именоваться Академией русского балета имени А. Я. Вагановой. При этом учебном заведении располагаются Театральная библиотека и Музей театрального и музыкального искусства.
В 1998 году на улице Зодчего Росси впервые в Санкт-Петербурге были установлены автоматы для оплаты парковки машин. В доме №1/3 размещается популярный ночной клуб Rossi's Club.