Tracée d'un seul élan depuis le quai des Grands-Augustins jusqu'à ce qui est aujourd'hui la place Louise-Catherine Breslau, la rue Dauphine est l'une des premières grandes percées rectilignes de la rive gauche. Elle naît en 1607 par décision d'Henri IV, qui entend prolonger le Pont-Neuf en une artère digne de ce nom. Le nom est un hommage au Dauphin — le futur Louis XIII, tout jeune enfant — et la rue s'appellera aussi, selon les époques, rue Neuve Dauphine, petite rue Dauphine ou encore rue de Thionville sous la Révolution. Avant même son ouverture, le sol qu'elle traverse portait déjà l'histoire : aux numéros 34 et 48 affleurent encore, dissimulées dans des boutiques et une salle de kinésithérapie, des vestiges de l'enceinte de Philippe Auguste construite autour de 1209. La porte Dauphine de cette même enceinte se dressait au n° 44 jusque vers 1673.
Au Siècle des Lumières, les numéros 16-18 deviennent un foyer intellectuel d'exception. La Société Apollonienne — qui se mue en « Musée de Paris » en 1782 — y tient ses séances, et en 1783 on y rend hommage à la jeune République américaine, dans le sillage de Benjamin Franklin. La célèbre loge maçonnique des Neuf-Sœurs, dont Voltaire et Court de Gébelin furent membres, s'y réunit entre 1787 et 1790. À deux pas, au n° 3, le bijoutier attitré de Marie-Antoinette tient boutique sous l'enseigne du Petit-Dunkerque, rendez-vous à la mode pour les curieux et les collectionneurs ; et selon Rochegude, l'angle de la rue abritait dès 1769 le premier Café Anglais, repaire des écrivains britanniques de passage sous Louis XV.
La Révolution embrase la rue. En 1789, les 400 électeurs parisiens ayant désigné les députés aux États généraux s'y retrouvent pour surveiller les « menées aristocratiques ». En 1791, le Club des Cordeliers, chassé de son couvent, s'installe aux 16-18 — Danton et Camille Desmoulins y sont des habitués du quartier. La rue reste un terrain d'affrontement : en 1830, une barricade au n° 1 est le théâtre de violents combats ; en 1836, au n° 22-24, des membres de la Société des Familles fondée par Barbès et Blanqui sont arrêtés en flagrant délit de fabrication de cartouches clandestines. En 1871, lors de la Semaine sanglante, une importante barricade aux n° 1-2 est contournée par les troupes versaillaises, tandis qu'au n° 33 est arrêté Eugène Varlin, dirigeant de la Commune et de l'Internationale — ce même numéro avait déjà abrité le premier siège de La Marmite, coopérative ouvrière comptant jusqu'à 8 000 adhérents.
Au XX° siècle, la rue continue d'attirer les esprits remuants. Jules Vallès y avait logé dès son arrivée à Paris (n° 6) et en fit le décor du Bachelier. Simone de Beauvoir habite au 33 entre 1942 et 1943, l'année même où elle est exclue de l'Éducation nationale. Ce même immeuble abrite après-guerre un cabaret de la Rive gauche animé par Juliette Gréco et Roger Vadim, fréquenté par tout le gratin de Saint-Germain-des-Prés — et Jean-Paul Sartre, fidèle du quartier, n'en est jamais bien loin.