Нынешняя улица Арцыбушевская впервые появилась на генеральном плане развития Самары 1853 года. До 1925 года она именовалась Ильинской в честь Церкви Ильи Пророка, которая стояла на перекрестке Арцыбушевской и Красноармейской.
Была переименована в честь революционера, члена Бюро русской организации газеты «Искра», члена Восточного бюро ЦК РСДРП Василия Арцыбушева. В период жизни в нашем городе он носил прозвище Самарский Маркс из-за внешнего сходства с немецким философом. В 1980 году в сквере рядом со школой №12 был установлен памятник Василию Арцыбушеву.
Главная достопримечательность улицы – Самарская губернская тюрьма (Арцыбушевская, 171). Она строилась с 1896 по 1898 год, а за основу был взят проект санкт-петербургской тюрьмы «Кресты». Самара все-таки не могла тягаться со столицей, посему «крест» у нас был построен только один.
Техническому оснащению губернской тюрьмы могли позавидовать особняки богатейших самарских купцов. Здесь имелась собственная электростанция, автономная система водоснабжения и канализации, позднее, в 1913-14 годах была установлена электросигнализация и проведена телефонная сеть.
Среди уважаемых людей, успевших посидеть в этой высокотехнологичной тюрьме, стоит выделить Инессу Арманд, Алексея Рыкова, Николая Шверника, ну и конечно же Валериана Куйбышева с его боевой подругой Прасковьей Стяжкиной, которая в самарском «Кресте» родила его сына Владимира. По городской легенде, содержался в этих стенах и Железный Феликс.
1 августа 1932 года вышло постановление СНК СССР «Об обеспечении учащихся общежитиями». В Самаре лучшего здания для заселения студентов не нашлось. Ремонт в бывшей губернской тюрьме завершился к концу 1934 года. Сейчас в этом здании работают несколько кафедр СамГМУ, в том числе и кафедра судебной медицины.
Улица Ильинская стала одной из первых, по которой в 1915 году прошел первый маршрут самарского трамвая. В дневнике Михаила Булгакова есть запись, посвященная поездке Ильи Ильфа в наш город: «В Самаре два трамвая. На одном надпись “Площадь Революции — тюрьма”, на другом — “Площадь Советская — тюрьма”. Что-то в этом роде. Словом, все дороги ведут в Рим! (21 июля 1924 года)».
Другое заметное здание дореволюционной постройки – бывший Городской ломбард (Арцыбушевская, 145). В первой половине 1950-х годов к нему было пристроено здание учебно-кредитного техникума (Арцыбушевская, 143), который проработал здесь до 1973 года.
Деревянное зодчество наиболее ярко представлено на отрезке Арцыбушевской от Вилоновской до Ульяновской. Здесь стоит выделить Дом крестьянина Ивана Васькова (Арцыбушевская, 78), “Дом с рогаликом” на усадебном месте Маддафер (Арцыбушевская, 73) и дом, в котором находилась подпольная типография самарских большевиков (Арцыбушевская, 95).
В советское время бывшая Ильинская застаивалась на разных своих отрезках. В 1950 году была построена трехэтажная сталинка для куйбышевских железнодорожников и офицеров в/ч №6336 НКВД (Арцыбушевская, 34 / 34а). Она стала одним из элементов парадной застройки тогдашней Красноармейской площади.
Активное строительство на Арцыбушевской шло в позднесоветский период. Так, на углу с Полевой в 1986 году был возведен дом треста «Волгоэлектромонтаж» (Арцыбушевская, 175).
На участке, который еще с дореволюционных времен принадлежал железной дороге (между переулками Гончарова и Тургенева), в начале 1990-х годов были построены высотные дома №3 и 3а. Рядом с ними сохранилось возведенное на сто лет раньше административное здание Самара-Златоустовской железной дороги (Арцыбушевская, 5а).
Одно из самых необычных зданий бывшей Ильинской находится на углу с улицей Льва Толстого. В 1980-х годах этот квартал было решено очистить от исторической застройки, но молодым куйбышевским архитекторам Сергею Малахову, Альфреду Хахалину и Александру Логинову удалось отстоять еще не снесенный кирпичный дом, построенный на рубеже XIX – XX веков. Уже утраченное к тому моменту здание на углу с улицей Льва Толстого было заменено атриумом.
В отреставрированном купеческом доме в 1991 году открылся музей строителей, просуществовавший там около 20 лет. В 2010-х годах здание передали ЗАГСу Самарского района и архиву Управления ЗАГС Самарской области (Арцыбушевская, 30).