An ihrem südlichen Ende geht sie in den Pont Notre-Dame über, an ihrem nördlichen Ende in die Rue du Faubourg Saint-Martin, und ist damit die alte Ausfallstraße nach Nordosten (Richtung Soissons und Laon), bevor sie als solche im Rahmen der städtebaulichen Maßnahmen des Barons Haussmann Mitte des 19. Jahrhunderts durch den Boulevard de Sébastopol 200 Meter weiter westlich ersetzt wurde.
Auf ihren 1,4 Kilometer quert die Rue Saint-Martin folgende Straßen
Ursprünglich war die Straße ein Weg in der Verlängerung der Rue Saint-Jacques (auch via superior genannt). Auf dem rechten Seineufer gelegen, führte dieser Cardo maximus als befestigte Straße durch das Überschwemmungsgebiet von Lutezia nach Louvres und Senlis. Diese Römerstraße war unabhängig von jener, die von Lutezia nach Rouen führte.
Der Bau der Halles de Paris unter Philipp II. hat einen Großteil der Pariser Bevölkerung veranlasst, auf das rechte Seineufer in die Rue Saint-Martin und damit in die Nähe dieses großen Einkaufszentrums umzuziehen. Um 1200 gab es hier zahlreiche Baustellen bis zur Rue du Grenier-Saint-Lazare, wo sich ein Stadttor in der dritten Pariser Stadtmauer befand. Dieses Stadttor wurde später in «Faulce porte» umbenannt, um nicht mit der Porte Saint-Martin in der Stadtmauer Karl V. verwechselt zu werden.
1418 wurde die Rue Saint-Martin bis zur Rue Neuve-Saint-Denis verlängert. Unter Ludwig XIII. erreichte sie dann die heutige Länge. Sie war demnach damals schon so lang wie heute und reichte von der Seine im Süden bis zur Stadtmauer von Karl V. (französischEnceinte de Charles V) im Norden.
Während der Französischen Revolution wurden einige religiöse Zentren zerstört und das Priorat Saint-Martin wurde zum Conservatoire national des arts et métiers.
Eine ministerielle Entscheidung vom 28. Messidor im Jahr V (16. Juli 1797), unterzeichnet von Pierre Bénézech, legt die Mindestbreite dieser öffentlichen Straße mit 12 m fest. Diese Breite wurde durch königlichen Erlasse vom 6. Mai 1836 auf 14 m erweitert.
Durch ministeriellen Erlass vom 18. Februar 1851, anlässlich der Neuplanung von Paris im 2. Kaiserreich, wurden drei Straßen zu der neuen Trasse zusammengelegt:
Rue des Arcis, zwischen der Rue Saint-Jacques-la-Boucherie und der Rue de la Verrerie
1851 plante der PräfektGeorges-Eugène Haussmann die Erweiterung der Straße von 7,20dep1 auf 22 m auf der ganzen Länge, wobei vor Kirche St-Nicolas-des-Champs eine Breite von 100 m vorgesehen war (daraus wurden schließlich 37 m). Aber sein Projekt wurde nie abgeschlossen und nur südlich der Rue des Lombards und der Rue de la Verrerie, sowie zwischen der Rue de Turbigo und der Rue Notre-Dame-de-Nazareth, durchgeführt. Es verlor damit seinen Status als wichtige Nord-Süd-Achse von Paris zugunsten des 1853 eröffneten Boulevards Sébastopol und der Erweiterung der Rues du Renard und Beaubourg in den Jahren 1907 und 1910. Daher erscheint die heute die Rue Saint-Martin so schmal. Die einzige Umgestaltung fanden im 20. Jahrhundert (1934) zwischen der Rue Saint-Merri und der Rue Rambuteau statt, um das Plateau Beaubourg zu schaffen, das 1976 zum Centre Georges-Pompidou wurde. Auch führten andere Umbauten zur Neugestaltung des Viertels, zum Beispiel um das Quartier de l’Horloge zu schaffen, wobei allerdings die Straße kaum verändert wurde. Am Haus Nummer 160 wurde eine Plakette angebracht mit dem Hinweis, dass die hauser von den Umbauten ausgespart wurden, um conserver le caractère historique de cette rue, die während langer Zeit eine der wichtigsten Straßen von Paris war.
(nicht mehr existent) Die Porte Saint-Martin der Mauer Étienne Marcels am Ende der Straße, die durch einen Triumphbogen für Ludwig XIV., die heutige Porte Saint-Martin, ersetzt wurde.