Полтавская улица проходит от пересечения Конной улицы и проспекта Бакунина до стыка Миргородской улицы и Полтавского проезда. Первоначально на карте 1798 года она была обозначена как Глухая.


Это относится лишь к современному участку от Невского проспекта до Миргородской улицы. Название объяснялось тем, что улица вела в тупик. Не было тогда ни Миргородской, ни, тем более, Полтавского проезда.


Глухой улица была до 1842 года, когда ее продлили на север до Мало-Ох- тенского проспекта (теперь проспект Бакунина). В 1836 году у нее появилось параллельное название Военная.


Национальный резервный банк .


На углу Полтавской и Миргородской улиц.


В 1851 году после постройки Николаевской железной дороги улица была разделена железнодорожными путями на 2 части. Северная часть была переименована 7 марта 1858 года по городу Полтаве в ряду улиц Каретной части, названых по губернским городам Украины. Южная часть была переименована в Екатеринославскую улицу.
С 16 апреля 1887 года до 1940-х включала современный Полтавский проезд.