Le quai de Bourbon est l'un des plus anciens rivages bâtis de l'île Saint-Louis : ses quais et hôtels particuliers s'élèvent entre 1614 et 1646, au fil du grand chantier qui transforme ce qui n'était encore que deux îlots marécageux — l'île Notre-Dame et l'île aux Vaches — en quartier résidentiel de prestige. Le nom rend hommage à la famille royale des Bourbon, qui règne alors sur la France. Sous la Révolution, le quai se pare d'un titre républicain, « quai de la République », avant de retrouver en 1814 sa dénomination primitive, avec la Restauration et ses rois.
Dès le milieu du XVIIe siècle, l'île attire les grands noms. Philippe de Champaigne, le peintre brabançon de la cour, s'installe au n° 1 en 1643 ; Théophraste Renaudot, fondateur du journalisme français, loge au n° 31 dès 1626. Richelieu lui-même gravite dans ce périmètre, et les hauts reliefs du n° 45–47 — Hercule terrassant Nessus, flanqués de médaillons du XVIIIe siècle — témoignent du soin esthétique apporté aux façades. En 1716, le cabaret du n° 1 est brusquement fermé : on y a découvert des pamphlets contre le Régent Philippe II d'Orléans. En 1794, une plaque apposée au même numéro prétend commémorer une tentative d'assassinat sur Robespierre — récit inexact, manœuvre politique destinée à fragiliser l'Incorruptible.
Le quai reste au XIXe siècle un repaire d'artistes et d'esprits. Ernest Meissonier peint ses batailles au n° 15 ; Auguste Préault, sculpteur romantique, travaille au n° 21 ; Camille Claudel y séjourne entre 1893 et 1905, période où sa santé mentale vacille. En 1848, les insurgés incendient et font s'effondrer le pont Louis-Philippe, visible depuis le n° 45. Au tournant du XXe siècle, le quai devient une adresse surréaliste avant la lettre : Charles-Louis Philippe (cofondateur de la NRF) y écrit au n° 31 ; André Breton rédige Les Champs magnétiques au n° 45 en 1919 ; Philippe Soupault habite juste à côté. Léon Blum, au n° 25, y est visé par un projet d'enlèvement de la Cagoule en 1936, et son appartement sera perquisitionné par les autorités de Vichy en 1940.