Виникла у 1830-ті роки, спочатку мала назву Графська вулиця (місцевість в той час іноді мала назву Графська гора). У ті часи на Липках існувала лютеранська колонія, і в 1850-х роках на вулиці, яка отримала паралельну назву Лютеранська вулиця, було споруджено кірху.
З 1864 року мала назву Анненковська вулиця, на честь київського генерал-губернатора Миколи Анненкова, за ініціативи якого вулицю було переплановано та впорядковано, проте кияни переважно вживали стару назву.
У березні 1919 року отримала назву вулиця Енгельса[1][2], на честь Фрідріха Енгельса, назву підтверджено 1944 року[3]. Під час німецької окупації міста у 1942–1943 роках — Лютерштрассе (нім.Luther Str.)[4].
У 1992 році повернуто історичну назву — Лютеранська вулиця[5].
Вулиця пов'язана з лютеранською громадою Києва. Коли на Подолі у 1811 р. згоріла дерев'яна кірха, громаді виділили місце на Липках. У 1855 році заклали кам'яну споруду лютеранської євангелістської кірхи св. Катерини за проєктом архітектора І. В. Штрома. Будівництво завершили в серпні 1857 року. Поряд із кірхою розташувались споруди євангелістсько-благодійної общини, реального училища, жіночої гімназії, початкового училища, квартири для бідних лютеранського віросповідання. Ці будинки збереглися (№ 18-20, № 24)[6].
Значною мірою збереглася забудова кінця XIX — 1-ї третини XX століття. На початку вулиці збереглося бруковане покриття дороги, викладене кругляком — єдине в центрі міста. До Другої світової війни з Лютеранської був виїзд на Хрещатик. Тепер, щоб потрапити на вулицю, треба пройти крізь арку[6].
Універмаг
На початку ХХ ст. на перехресті Хрещатика і Лютеранської (№ 31/2) розташовувався магазин «Людмер і сини». Карл Людмер, австрійський підданий, розпочав торговельну діяльність у Києві у 1855 р. За півстоліття його фірма стала однією з найбільших в Україні. Коли до справи долучилися його троє синів, відкрився торговий дім. У магазині існувало декілька відділів: жіночого одягу (тут же була майстерня з його пошиття), мануфактурного товару та хутрових виробів[6]. У 1905 році на виставці в Брюсселі фірма «Людмер і сини» отримала Гран-прі, а на виставці в Парижі — золоту медаль за чоловічий та жіночий одяг. Після революції і до 1941 р. в будівлі розташовувалися магазини, пізніше Універмаг. У 1930-ті будинок реконструювали[7]. Під час війни будівлю було зруйновано.
Перехрестя Лютеранської і Хрещатика, 1942 р.
Видатні особи, пов'язані з Лютеранською вулицею
На місці будинку № 3 1871 року відкрив фотоательє Влодзімеж Висоцький. Там же знаходилася популярна «Варшавська кав'ярня», яку часто відвідував драматург Михайло Старицький. Вважають, що задню кімнату цієї кав'ярні, де грали в шахи, описано в оповіданні Олександра Купріна «Марабу».
На місці сучасного будинку № 41 у 1840-х роках знаходився пансіон при Першій київській гімназії, де, зокрема, мешкали у гімназичні роки художник Микола Ге та перекладач Шекспіра Микола Гербель.