Первые известные жилые дома на улице были построены в середине 1930-х годов: это были два бревенчатых дома для сотрудников Московско-Казанской железной дороги.
До вхождения в состав Казани состояла из двух частей: начальная часть современной улицы называлась Железнодорожной улицей, а оставшаяся — Школьной улицей. Бывшая Школьная улица была в основном застроена уже в 1940-х годах, а Железнодорожная улица была в основном застроена в 1950-х годах, когда вдобавок к двум, уже существовавшим домам железной дороги на ней были построены жилые дома для сотрудников расположенных недалеко предприятий треста «Казтрансстрой».[1]
Решением городского совета № 229 от 29 марта 1966 года Железнодорожная и Школьная улицы были объединены и получили название Вагонная улица.[2][3]
В 1990-х и 2000-х годах часть жилых домов была снесена в рамках республиканской программы по сносу ветхого жилья.[4]
До 1963 года (как улицы Железнодорожная и Школьная) входила в состав посёлка Новое Аракчино, в 1963–1965 годах — в составе посёлка Красная Горка, после вхождения в состав Казани и объединения улиц — в составе Кировского района.[5][6][7][8]
↑Министерство автомобильного транспорта и шоссейных дорог РСФСР; Татарское Транспортное Управление. Справочник для определения расстояний между различными пунктами по гор. Казани (рус.) / А. М. Камалеев. — Казань: Комбинат печати имени Камиля Якуба, 1970. — 470 с. — 5000 экз.
↑Справочник по сортировке письменной входящей корреспонденции, периодической печати и телеграмм в городе Казани (рус.) / В. И. Малышева, Т. В. Невретдинова. — Казань, 1981. — 111 с.