В дореволюционные времена была границей между территорией Земской больницы (ныне – клиническая больница им. Пирогова) и Молоканскими садами.
Старейший из дошедших до наших дней домов по улице Первомайской – № 24 – был построен в 1935 году. Он является частью первого советского микрорайона Самары – Первомайских корпусов. Остальные четыре дома, входящие в его состав, имеют адреса по Ново-Садовой.
В послевоенный период застройка улицы продолжилась в том же районе. В 1950 году была возведена выразительная сталинка с аресом Первомайская, 29. Доминантой площади Сельского Хозяйства должен был стать дом № 26. Он получил кодовое имя «Голубка» и внешне напоминал столичную высотку на площади Восстания. Первоначальный проект разработал в 1953 году куйбышевский архитектор Николай Подовинников. Увы, из-за принятого вскоре курса на борьбу с излишествами в архитектуре проект был полностью переработан. В итоге на Первомайской, 26 появился обычный 6-этажный дом.
В 1951 году началось строительство учебного корпуса № 1 СамГТУ (Первомайская, 18). По первоначальному проекту от него должен был пролегать спуск к набережной Волги через небольшой сквер.
Принят в эксплуатацию этот учебный корпус был лишь в 1962 году. 30 ноября 1967 года здесь в актовом зале выступил Владимир Высоцкий. «…Песни Высоцкого искренни и проникновенны. Особенно это относится к его военным, альпинистским и некоторым лирическим песням», — писала институтская многотиражка.
8 мая 1973 года был открыт памятник «Зачетная книжка и штык», увековечивающий память студентов Куйбышевского политеха, погибших на фронтах Великой Отечественной войны. В 1976 году был построен корпус № 7 СамГТУ, получивший адрес Первомайская, 1.
Жилое строительство сосредоточилось на территории бывшего поселка Молоканские сады. Так, в 1970 году был возведен дом № 36. В 1982 году между ним и знаменитым Козловским домом (проспект Ленина, 1) была сооружена десятиэтажная вставка (Первомайская, 34).
С 1925 по 1964 год нынешний сквер Фадеева на проспекте Ленина именовался Первомайским садом.
