Впервые название упоминается в конце XIX века[1] при планировании Стеклянного городка (по другим данным — с 1910-х годов[2]). Также существовали улицы 1-й Луч, 3-й Луч, 4-й Луч, названия которых были утрачены при их объединении с новыми улицами района.
Территория улицы с конца XVIII века называлась Стеклянным городком из-за перенесённого сюда из пригорода стекольного завода. После смерти хозяина завода — Г. А. Потёмкина, Екатерина II, подарившая ему этот завод, выкупила его обратно. Завод и окружающая его земля стали казёнными. На практике такие случае нередки, когда государство купило у себя собственное имущество, на время переданное в эксплуатацию частному лицу.
Когда к концу XIX века Императорский Стекольный завод перестал самоокупаться, было решено прекратить его самостоятельное существование в Стеклянном городке и включить в виде одного цеха в Императорский Фарфоровый завод. Название «Стеклянный городок» перестало быть актуальным, но в то же время сама местность стала более посещаемой из-за появления здесь нового храма во имя иконы Божией Матери «Всех Скорбящих Радости».
Эти и другие причины навели власти и градостроителей на мысль о масштабном проекте: создать на казённых землях бывшего Стеклянного городка новый благоустроенный район — Царский городок. Журналисты публиковали в газетах: «С 1902 года для нашей столицы наступит новая эра: огромное пространство земли, с правильно размежёванными и замощёнными улицами, с садами, парками, целой сетью электрических дорог и водоснабжением присоединится в совершенно благоустроенном виде к Петербургу… Это будет чудесным подарком к двухсотлетию Петербурга». План был следующий: сделать центром Царского городка площадь с обширным парком, от которой в южном направлении будет расходится сеть улиц — радиальных (Лучи) и круговых (Круги). Также в новом районе должны были разбить скверы. Изменения коснулись бы и Обводного канала, через который предполагали перебросить новые мосты для сообщения включённой в городскую черту местности.
Через десять лет после возникновения планов улицы-лучи и улицы-круги были проложены. Всего было 4 Луча и 5 Кругов, и они получили соответствующие названия. Однако, реальной застройки Царского городка так и не произошло. Зато на старых картах Санкт-Петербурга «мистический» Царский городок, появившийся в 1902 году, существовал аж до послевоенных лет, то пропадая, то вновь появляясь.
Сегодня единственным напоминанием о Царском городке является улица 2-й Луч.
1-й Луч был присоединён к Хрустальной улице, 3-й Луч исчез в промзоне, а часть 4-го Луча вошла в состав улицы Профессора Качалова. Часть 1-го Круга была включена в улицу Книпович (с 2021 г. Смоляная). От остальных не осталось и следа.
Перегон между ст. м. Площадь Александра Невского и ст. м. Елизаровская является самым длинным в Санкт‑Петербургском метрополитене. Однако, между этими двумя станциями планировалось построить ст. м. Хрустальная. По одной из версий она должна была располагаться на Хрустальной улице в районе дома 14.
Улицы-лучи с соответствующими названиями есть в Кировском районе Ленинградской области, где находится садоводческое некоммерческое товарищество Луч[3].
Горбачевич К. С., Хабло Е. П. Почему так названы?: О происхождении названий улиц, площадей, островов, рек и мостов Ленинграда. — 3-е изд., испр. и доп. — Л.: Лениздат, 1985. — С. 215. — 511 с.
Горбачевич К. С., Хабло Е. П. Почему так названы?: О происхождении названий улиц, площадей, островов, рек и мостов Санкт-Петербурга. — 4-е изд., перераб. — СПб.: Норинт, 1996. — С. 146. — 359 с. — ISBN 5-7711-0002-1.
ул.2-й Луч // Городские имена сегодня и вчера: Петербургская топонимика / сост. С. В. Алексеева, А. Г. Владимирович, А. Д. Ерофеев и др. — 2-е изд., перераб. и доп. — СПб.: Лик, 1997. — С. 70. — 288 с. — (Три века Северной Пальмиры). — ISBN 5-86038-023-2.