Comme l'indique l'ouvrage de Jean Meyer, un bourg, dit Bourg Saint-Melaine, est attesté au 9e siècle, au moment de sa destruction par les Normands. Selon Paul Banéat, la rue Saint-Melaine est attestée en 1265. La maison du Corps-de-Garde, flanquée de deux petites tours, est signalée, au milieu de la rue, en 1591. La barrière, fermant l'extrémité ouest de la rue, est supprimée en 1618. L'ancienne maison du Four à ban de Saint-Melaine, vendue aux Visitandines en 1634, se situait à l'emplacement de l'actuel n°4 de la rue. Enfin, la maison de la Chancellerie, dont l'auteur n'a pas identifié l'emplacement exact, est citée en 1487. C'est au nord de la rue Saint-Melaine que se situait le champ de foire de l'abbaye, attesté en 1473. Le plan Hévin (1685) en donne une première représentation, figurant une voie au tracé régulier bordée de constructions mitoyennes, sur toute sa longueur. Au nord et au sud s'étendent les jardins des couvents de Carmélites et de Visitandines. Au nord, les ruelles de la Moussaye et de Lanceseur marquent la limite du terrains des Carmélites. Après la Révolution, les propriétés des religieuses sont vendues par lots. Les Visitandines retrouvent cependant la propriété de leur couvent, au début du 19e siècle. Un document de l'an 8 (1800), expose un premier projet de percement, prolongeant la rue Saint-François (actuelle rue Hoche) jusqu'à la rue Saint-Melaine. L'objectif est de mettre celle-ci en communication avec la place du Palais, en perçant une rue qui pourrait être bordée de maisons disposant de jardins à l'arrière. L'ouverture d'une rue est à nouveau évoquée au moment de la construction de la maison d'arrêt, en 1833. L'architecte Louis Richelot propose le percement d'une rue reliant la nouvelle prison à la rue des Fossés. Le projet est refusé par l'architecte communal Charles Millardet car, "sous le rapport de la circulation et du commerce", il n'est d'aucune utilité. Le cadastre de 1842 montre que le parcellaire qui borde la rue Saint-Melaine est moins profond au sud. Le plan de 1851 figure en pointillé le projet d'une rue prolongeant la rue Saint-François, depuis la rue des Fossés jusqu'à l'actuel carrefour Saint-Jean-Eudes. Un second tracé, légèrement décalé à l'est, est visible sur le plan de 1854 ; il apparaît au nombre des travaux votés entre 1855 et 1861. Le plan de 1854, lié aux emplacements projetés de la gare, figure plusieurs projets d'axes nord-sud qui divisent le secteur en 6 îlots, avec deux voies, tracées dans l'axe de la rue Saint-François et de la rue Broussais. La construction d'un nouveau séminaire, qui s'achève vers 1860, s'accompagne du tracé définitif de la voie, qui sera construite en 1888. En 1877, la construction d'un nouveau musée est projetée, au sud du séminaire. Le plan prévoit l'aménagement d'une place, au sud du monument, et d'une voie prolongeant la rue Saint-François (rue Hoche), à laquelle s'opposent les Visitandines. Débattu entre 1877 et 1886, le musée ne sera pas construit mais une place, contemporaine de l'ouverture de la rue Hoche et de la rue de Robien, est aménagée sur les plans de l'architecte communal Jean-Baptiste Martenot. En 1909, l'ouverture de la rue Arthur-de-la-Borderie achève de restructurer le faubourg.