Эта улица известна ещё с XVI века, когда по этому месту проходила дорога из Кремля в Новодевичий монастырь. Своё сегодняшнее название Пречистенка получила в середине XVII века в честь Смоленской иконы Пречистой Божией Матери, которая находилась именно в этом монастыре.

В XVII веке по обе стороны улицы располагались стрелецкие приказы, и фамилии их командиров дали названия близлежащим объектам — Лёвшинским переулкам, Зубовской площади и бульвару. А вот соседние с Пречистенкой переулки (например, Еропкинский и Лопухинский) получили свои имена от дворянских семей, которые селились на этой улице.

Сама улица много раз меняла названия — она была и Чертольской, и Покровской, и Кропоткинской. Наконец, в 1994 году, после всех преобразований, ей вернули историческое имя.

Улица имеет прочную связь с литературой. В доме номер № 24 Булгаков поселил своего профессора Преображенского, героя повести «Собачье сердце». Пречистенку упоминали в своих произведениях многие литераторы, в том числе Пушкин и Пастернак.