Phố Phạm Hồng Thái dài 548m, rộng 6-7m.
So vào bản đồ Hà Nội 1831 và cả bản đồ Hà Nội 1873 thì phố Phạm Hồng Thái nằm gọn trong lòng hồ Mã Cảnh, một cái hồ thông với hồ Trúc Bạch và chạy lan tới sát phố Hàng Than. Tới đầu thế kỷ XX hồ này vẫn còn, tuy có cạn đi chút ít. Đến khoảng 1918 - 1919 thực dân Pháp mới cho lấp để mở (hồ Mã Cảnh có tên nôm là Cổ Ngựa tên gọi theo hình thể của hồ).
Nay thuộc phường Nguyễn Trung Trực và phường Trúc Bạch, quận Ba Đình.
Thời Pháp thuộc là đường số 89 (voie N089), năm 1928 đổi tên thành phố Ê-min Nô-ly (Rue Emile Nolly). Tên hiện nay được đặt từ sau cách mạng.
Phạm Hồng Thái (1884-1924) tên thật là Phạm Thành Tích hoặc Phạm Đài, quê làng Do Nha, huyện Hưng Nguyên, tỉnh Nghệ An. Năm 1916, ông học Trường Kỹ nghệ Hải Phòng. Năm 1919, tốt nghiệp xong, ông làm công nhân ở các nhà máy tại Vinh.
Tháng 1/1924, ông cùng Lê Hồng Phong rời quê hương ra đi tìm đường cứu nước. Hai người sang Xiêm, rồi sang Quảng Châu (Trung Quốc). Tháng 4 năm ấy, cả hai được kết nạp vào Tâm Tâm xã do Hồ Tùng Mậu và Lê Hồng Sơn lập ra từ năm 1923. Tới tháng 6, nhân toàn quyền Đông Dương là Méc-lanh (Merlin) sang Nhật trở về có ghé lại Quảng Châu. Tâm Tâm xã chủ trương giết tên trùm thực dân Pháp này để gây tiếng vang cho phong trào cách mạng Việt Nam. Người được giao nhiệm vụ đó là Phạm Hồng Thái. Tối ngày 19/6/1924, biết Méc-lanh sẽ tới dự tiệc ở khách sạn Vích-tô-ri-a (Victoria) tại Sa Điện, Phạm Hồng Thái cải trang là phóng viên nhiếp ảnh đi thẳng vào khách sạn này. Ông đã ném bom vào giữa bàn tiệc, nhưng chỉ có một số tên tùy tùng bị giết, còn Méc-lanh chỉ bị thương nhẹ. Sau khi hành động, Phạm Hồng Thái chạy ra bờ sông Châu Giang. Bị bọn lính Pháp đuổi gấp, ông nhảy xuống sông và hy sinh. Sau đó di hài ông được đem chôn ở núi Hoàng Hoa Cương bên cạnh mộ 72 liệt sĩ Trung Quốc đã hy sinh trong cuộc cách mạng Tân Hợi (1911).
