Vị trí: Dài 725 mét, đi từ phố Tôn Đức Thắng đến phố Giảng Võ. Đây nguyên là đất phường Bích Câu đời Lê (xem mục Bích Câu). Sang đời Nguyễn, so với bản đồ Hà Nội 1831 thì phố này chạy trên phần đất các thôn Cận Tú Uyên và Tiểu Trinh (tên nôm là thôn Bà Trẻ) là hai trong số 24 phường thôn thuộc tổng Yên Thành, huyện Vĩnh Thuận, đoạn cuối phố là đất trại Hào Nam thuộc tổng Nội cùng huyện. Tới năm 1837 tổng Yên Thành chỉ còn có 12 phường thôn (vì một số thôn hợp nhất lại với nhau) và như vậy thì phố Cát Linh chạy trên phần đất thôn An Trạch (gồm Cận Tú Uyên và Tiểu Trinh hợp lại).

Lịch sử: Cát Linh là tên của ngôi chùa ở giữa phố. Chùa này nguyên là chùa của trại Hào Nam, nay ở trong khu vực trường cấp 2 Cát Linh, mới làm lại trong thời tạm chiếm nên không còn dấu vết cũ. Hiện nay ở phố này có hai di tích cổ: đền Bích Câu và chùa Trại. Đền Bích Câu, bây giờ là số nhà 12, vốn có tên là Bích Câu đạo quán. "Đạo quán" là nơi thờ tự của những người theo Đạo giáo, tu luyện theo đạo thần tiên. Sự tích ngôi đền như sau:

Tương truyền là vào đời Lê Thánh Tông (1460-1497) tại phường Bích Câu có một nho sinh tên là Trần Tú Uyên. Chàng làm nhà ở trên gò Rùa (Kim Quy đối) cạnh hồ

Phượng. Nhân đi xèm hội chùa Ngọc Hồ, chàng gặp một cô gái đẹp, bắt chuyện, nhưng khi đi đến Quảng Văn Đình thì cô gái biến mất. Trở về, chàng đâm mơ mộng, rồi chiêm bao thấy thần mách rằng tới chợ Cầu Đông sẽ gặp. Quả nhiên tại đấy có một ông lão đem bán bức tranh tố nữ giống y như cô gái hôm nọ. Chàng nài mua, đem về treo lên vách. Một hôm chàng rất kinh ngạc: khi vắng nhà có ai đã nấu sẵn cơm canh. Hôm sau chàng vờ đi học nhưng nửa đường thì quay về, liền bắt gặp người tiên từ bức tranh bước ra. Thế là họ chung sống với nhau. Nhưng sau đó, Tú Uyên sinh ra lười biếng, rượu chè. Khuyên can không được, Giáng Kiều bỏ về tiên giới. Tú Uyên hối hận. Giáng Kiều trở lại, sau đó sinh một trai và cả ba được chim hạc đón về trời.

Người đời sau lập đền thờ Tú Uyên ngay tại nền nhà cũ của chàng tức nay là đền Bích Câu. Tối đời Lê Hiển Tông (1740-1786) chính vua này đổi tên đền ra là An Quốc quán. Đoàn Thị Điểm (1705-1748) đã đem sự tích ly kỳ đó viết thành truyện Bích Câu kỳ ngộ (chữ Hán). Sang thế kỷ XIX có người đã diễn thành truyện thơ nôm (Có thuyết cho rằng người đó là Vũ Quốc Trân, ngụ ở Hà Nội thời Minh Mạng).

Trong những ngày đầu của cuộc Toàn quốc kháng chiến, đền Bích Câu bị thực dân Pháp phá hủy. Diện mạo ngày nay là do lần trùng tu năm 1952.

Ngoài đền này ra, phố Cát Linh nguyên còn có một ngôi chùa cổ ở trong ngõ số nhà 38. Đó là chùa Trại (còn gọi là chùa Sại) với tên chữ Hán là Xiển Pháp Tự, được lập từ đầu thế kỷ XIX. Chùa này từng nổi tiếng một thời là trung tâm ấn loát kinh Phật lớn đứng vào hàng thứ hai của thành Thăng Long, sau chùa Liên Tông (tức Liên Phái).  

Một điều đáng chú ý, ở cuối phố Cát Linh, nay là số nhà 40 - một trong sáu khách sạn 5 sao ở Hà Nội - Khách sạn Horison - vốn là khuôn viên của nhà máy gạch thuộc nhà tư sản Năm Diệm, hoạt động từ thập kỷ 20 của thế kỷ

XX cho đến tận năm 1945. Sau năm 1945 gọi là nhà máy Bạch Đại La. Chục năm trở lại đây, bỏ nhà máy gạch, liên doanh xây khách sạn song vẫn giữ cái ống khói lại, hẳn để làm một vật trang trí hơn là kỷ niệm.

Thời Pháp thuộc, phố này đã có tên là đường Cát Linh (Route de Cát Linh). Trong những ngày đầu của cuộc Toàn quốc kháng chiến, nơi đây từng là chiến trường. Sáng ngày 20-12-1946, tự vệ và bộ đội ta đã tấn công vị trí của giặc Pháp ở nhà Đêlêvô (Déléveaux) nay là từ số 3 đến số 9 phố Cát Linh. Quân ta vừa nổ súng, vừa gọi địch vận, vừa chặn tiếp viện và đã chiếm được vị trí này trong nhiều ngày, thực hiện kế hoạch giam chân địch trong nội thành để ngoại thành có thêm thời gian chuẩn bị đánh lâu dài.

Nguồn: Phố và Đường Hà Nội – Nguyễn Vinh Phúc.