Впервые улица Полевая появляется на плане расширения Самары 1852 года. Тогда она именовалась Полевой поперечной. Просто Полевой она стала на рубеже XIX — XX веков. С тех пор название улицы не менялось, а сама она неизменно считается северной границей старой Самары. Также на всем своем протяжении улица Полевая является границей между Ленинским и Октябрьским районами.
В народной топонимике существуют Верхняя Полевая (от улицы Мичурина до Садовой или Самарской) и Нижняя Полевая (до Волжского проспекта).
Первая знаковая для Самары достопримечательность появилась на улице Полевой в октябре 1875 года. Тогда комиссией Самарского губернского земского собрания была принята в эксплуатацию Земская больница (Полевая, 80а). В 1886 году при ней была открыта третья в мире пастеровская станция по борьбе с бешенством. В 1919 году больнице было присвоено имя знаменитого хирурга Николая Пирогова.
В районе перекрестка Полевой и Садовой в 1911 году построили церковь Пантелеимона Целителя при Земской больнице. В начале 1930-х годов ее снесли. На месте церкви построили здание школы № 32 (Полевая, 74). Сейчас его занимает медико-технический лицей.
Еще одна медицинская достопримечательность улицы Полевой – колледж имени Ляпиной. Свою историю это учебное заведение ведет с 1867 года, когда при Земской больнице была организована фельдшерско-акушерская школа. В 1967 году уже Куйбышевскому медицинскому училищу было присвоено имя его выпускницы Нины Ляпиной. В 1942 году она была медсестрой в партизанском отряде Сидора Ковпака и погибла в ходе одной из боевых операций.
В советское время медицинское училище имело адрес ул. Полевая, 80. Его не стали менять даже после того, как в 1987 году построили новый корпус на углу проспекта Ленина и улицы Первомайской.
Сказалась на улице Полевой и близость ТТУ. На двадцать лет (с 1932 по 1953) растянулось строительство культурно-жилищного комбината этого предприятия (Полевая, 88).
В декабре 1963 года на углу с Садовой начала работу междугородная телефонная станция (Полевая, 43). Сейчас в ее здании работает лицей № 1 “Спутник”.
В 1980-е годы на Нижней Полевой сформировался ансамбль зданий в стилистике советского модернизма. В него помимо Дворца бракосочетаний, получившего адрес по Молодогвардейской, вошло здание зонального вычислительного центра объединенного диспетчерского управления энергосистемами Поволжья (Полевая, 5), построенное в 1981 году. Среди самарцев оно известно как “Летающая тарелка”.
В конце 1976 года было принято в эксплуатацию здание гостиницы “Театральная” (Полевая, 4). Помимо гостиницы здесь еще было общежитие для артистов самарского цирка.
Стоит вспомнить, что во времена перестройки на первом этаже гостиницы работало кафе «Согласие». В нем во время своего первого и единственного приезда в Куйбышев в апреле 1986 года выступил Виктор Цой.
В 1999 году здание гостиницы было передано силовикам. Сейчас в нем находится Главное управление МВД по Самарской области.
Под Полевым спуском, где сейчас стоит памятник основателю города Григорию Засекину, раньше находилась вертолетная площадка. Использовали ее винтокрылые машины, перевозившие в Самару и обратно жителей села Рождествено.
Главная достопримечательность улицы в постсоветский период – первый в Самаре ресторан «Макдоналдс». В советское время имелся проект постройки здесь, на углу Полевой и Самарской, высотного административного здания, в начале 1990-х – офисной башни для «Инкомбанка».
Строительство так и не началось, и в 1990-х годах на этом перекрестке раскинулся рынок с множеством ларьков, где можно было купить импортные товары. Ну а ресторан «Макдональдс» с адресом Полевая, 15 открылся 20 августа 1999 года.