با تصمیم شاه‌طهماسب صفوی، پایتخت ایران از تبریز به قزوین منتقل شد که باید برای پایتختی قزوین برخی زیرساخت‌هایی از قبیل دولتخانه، کاخ‌های حکومتی و اقامتی شاه و همراهانش احداث می‌شد.
شاه‌طهماسب هم‌زمان با ایجاد جعفرآباد یعنی عمارت و خانه‌های دو طرف این خیابان، باغ سعادت‌آباد، عمارت دولتخانه و باغ‌های شرقی و غربی عمارات در شمال محله شهرستان قدیم یا حصار شاپور خیابانی را احداث کرد که درواقع این خیابان از جلوی مسجد جامع عبور می‌کرد و به سردر عالی‌قاپو ختم می‌شد.
خیابان سپه اولین گذری بوده که اسم «خیابان» را بر آن گذاشتند؛ درواقع این گذر قبل از ساخت هم وجود داشته اما ویژگی‌های آن باعث شده به‌عنوان اولین خیابان ایران طراحی شود و به ثبت ملی برسد.
ظاهراً نام خیابان هم از نام محله‌ای به نام خیابان در هرات گرفته شده‌است که شاه‌طهماسب در دوران ولیعهدی در آن شهر ساکن بوده است.
سپه، خیابان دولتی و اصلی بود و مراسم رسمی و استقبال‌های مهم از این مسیر انجام می‌گرفت. برای نمونه اگر زمانی سفیر خارجی می‌آمد و شاه‌طهماسب را ملاقات می‌کرد از این مسیر به سمت عالی‌قاپو هدایت می‌شد؛ ضمن اینکه در گذشته رژه‌های نظامیان و لشکریان در این خیابان انجام می‌گرفت و شاه در این خیابان از نظامیان سان می‌دید.
همچنین مراسم و جشن‌های مهم در سال‌های بعد از صفوی در این خیابان انجام می‌شد به‌طوری‌که عکس‌هایی از دوره قاجار وجود دارد که نشان می‌دهد این خیابان برای مراسم تزئین شده است.
در زمان شاه صفی خیابان سپه را از سوی جنوب امتداد داده و به گورستان جنوب شهر قزوین (گورستان کُهَنبر) رسانده‌اند. بعدها نام این خیابان بر قسمتی از محله شهرستان قدیم اطلاق شد و این بخش از شهر قزوین را محله خیابان نامیدند.
در زمان ناصرالدین‌شاه به مباشرت سعدالسلطنه که بعدها حاکم قزوین شد در قسمت جنوبی خیابان یعنی از مقابل مسجد جامع قزوین تا چهارراه سپه کنونی، مهمانخانه بزرگ قزوین و چاپارخانه و تلگرافخانهٔ هند و اروپا احداث شد و خیابان سپه را از شرق مهمانخانه در معبر باریکی به خیابان طهران (تهران قدیم کنونی) متصل ساختند که هم‌اکنون محل بارفروشان است. این مهمانخانه و چاپارخانه در سال ۱۳۱۰ خورشیدی تخریب و سبزه میدانی در آن احداث شد که به سبب بی‌آبی مخروبه ماند و بعداً با رسیدن خط آهن به قزوین و بنا شدن ایستگاهی در جنوب شهر، خیابان سپه را تا ایستگاه ادامه دادند و سبزه‌میدان مذکور و قسمتی از کاروانسرای سعدالسلطنه، که در ضلع جنوبی خیابانی که از دروازه طهران تا سلامگاه شاهزاده حسین امتداد داشت از میان رفت.
