Находится в Городке металлургов. Примерно до 1954 года – 3-я межквартальная улица поселка при станции Сортировочная (ныне – Средневолжская), застройка которого частными домами велась в конце 1940-х годов.
После начала строительства Куйбышевского металлургического завода (далее – КМЗ), частный сектор стали постепенно сносить. Старейшее из дошедших до наших дней здание на улице Гвардейской – школа № 96, открытая в 1954 году. Она носит имя первого директора КМЗ Павла Мочалова.
Во второй половине 1950-х годов была застроена сталинками четная сторона улицы Гвардейской. Одна из них (Гвардейская, 16) имеет статус объекта культурного наследия регионального значения. Формирование четной стороны улицы Гвардейской завершилось в середине 1960-х годов. Нечетная сторона обрела свой нынешний внешний вид уже в 1970-х. Все дома здесь были возведены силами металлургического завода им. Ленина (ныне – АО “Арконик СМЗ”).
Самый молодой дом на улице Гвардейской (№ 14) датируется 1989 годом постройки. Его первый этаж сразу же занял районный клуб юных техников (ныне – центр детского творчества “Металлург”). Этот дом был построен на месте школы № 112, которая была первым учебным заведением Городка металлургов. Ее открыли в 1952 году, а в 1981-м она переехала в свое нынешнее здание на улицу Свободы, 193.
Из других достопримечательностей улицы стоит упомянуть пожарную часть № 42 (Гвардейская, 43).
