Улица возникла вдоль древней Ивановской дороги, известной со времён Киевской Руси. Старейшая часть улицы, которая начала застраиваться с середины XVIII века, приходится на отрезок между Крепостным переулком и Арсенальной площадью. В 1869—1919 годах улица Михаила Грушевского вместе с нынешними Владимирским спуском и улицей Петра Сагайдачного составляла единую Александровскую улицу, которая в 1919 году получила название улица Революции. В 1934 году улица Революции была поделена на три части. Та её часть, которую ныне составляет улица Михаила Грушевского, в 1934—1941 и 1943—1991 годах имела имя советского партийного и государственного деятеля Сергея Кирова. В 1941—1943 годах — Доктор Тодт штрассе. До 1955 года в состав улицы входил также Музейный переулок. Современное название в честь историка и политического деятеля Михаила Грушевского — с 1991 года.
Общественный транспорт
Линия трамвая была проложена по улице в 1894 году. Во времена Российской империи по улице проходили маршруты № 3 и 7. Со временем — в 1920-40-е годы — здесь проходили маршруты № 3 и 18 (на отрезке от Крепостного переулка до Арсенальной площади). С 1950-х годов был открыт маршрут № 20 (соединял Контрактовую площадь с Киево-Печерской лаврой), маршрут был закрыт в 1960 году.
С 1960 года по улице ходил троллейбус № 20, который курсировал от Печерской Лавры до площади Льва Толстого. В марте 2001 года троллейбусный маршрут «временно» закрыли, однако он не был восстановлен, по похожему маршруту запустили автобусный маршрут № 24.
Ещё ранее на участке улицы от станции метро «Арсенальная» до Дома Офицеров (что на пересечении с Крепостным переулком) ходили трамваи № 27 (от Воскресенки — до Дворца спорта; маршрут действовал с 1962 по 1998 год) и № 35 (от Березняков до железнодорожного вокзала; маршрут существовал с 1970 по 1995 годы). Но оба маршрута были закрыты, а трамвайные рельсы в 1998—1999 годах демонтированы. По части бывших трамвайных маршрутов сейчас проходит автобус № 55 (от Дарницкой площади до станции метро «Дворец спорта»).