Улица проложена в 1836—37 годах для удобства сообщения между Липками, где располагались арендованные для нужд университета помещения, и начавшим строиться в 1837 году новым университетским зданием (нынешний «красный» корпус по улице Владимирской, 60).
Спустившись по Университетскому спуску (так первоначально именовалась эта улица), можно было подняться по новой Бульварной улице (современный бульвар Шевченко) и сравнительно быстро выйти к университету. Привычный сегодня Крещатик как улица еще не существовал.
В сентябре 1837-го, спустя всего несколько месяцев после прокладки спуска, имеющего форму полуокружности, его переименовали в Университетскую улицу. В рапорте Строительного комитета она охарактеризована как улица «в фигуре двух полуциркулей».

Через три десятилетия, в 1869 году, чтобы как-то отличить Университетскую улицу от части Владимирской, тоже называвшейся тогда Университетской, улицу наименовали Университетской Круглой. На карте Киева 1911 года она фигурирует именно под таким названием. Современный вариант – Круглоуниверситетская – появился несколько позднее.
Вероятно, первыми «ходоками» улицы были преподаватели и студенты университета. Как знать, может, и первый ректор Михаил Максимович хаживал этим маршрутом. Вскоре среди университетских преподавателей и студентов, носивших обязательную форму, стали мелькать и обычные горожане – это были первые жители новой улицы.
Первые строения на Университетской Круглой были преимущественно двухэтажными деревянными. Интенсивная застройка началась лишь в конце 1870-х годов. В те времена тут нередко появлялись известные киевские зодчие Владимир Николаев, Адольф-Фридрих Геккер, Виктор Сычугов, по чьим архитектурным проектам здесь возводились дома.
Улица была преимущественно жилой, лишь в ее начале, на месте современного дома №2, находилось знаменитое увеселительное заведение – кафешантан «Буфф».
Из тогдашних построек до наших дней ничего не сохранилось. Самое старое из имеющихся сегодня зданий на Круглоуниверситетской улице, это дом №10, построенный в 1892 году. Здание, возраст которого составляет 113 лет, является памятником архитектуры и истории.

В начале ХХ века среди обитателей Университетской Круглой появились в будущем известные люди. Например, в доме №20 (не сохранился) жила в 1906 году у своего родственника переехавшая из Евпатории ученица выпускного класса Фундуклеевской гимназии Аня Горенко, впоследствии – поэтесса Анна Ахматова.
На этой улице она жила недолго, вскоре переехав на соседнюю Меринговскую, 7 (ныне – Заньковецкой). Однако частенько заглядывала на Университетскую Круглую к своей новой знакомой Александре Экстер, впоследствии известной художнице-авангардистке. В 1904–1915 годах Александра с матерью снимала квартиру в доме №6 на третьем этаже. Киевское стихотворение Ахматовой «Старый портрет», опубликованное в 1911 году, посвящено А. Экстер.

В начале 1916 года на улице появилась знаменитая польская актриса Станислава-Мария Высоцкая. Она зашла в дом №10 и долго его осматривала. Вскоре архитектор Андрей-Фердинанд Краусс произвел в здании небольшую перестройку – в гостиной на втором этаже устроил зрительный зал на 100 мест и сцену. В сентябре 1916-го здесь открылся польский театр «Студия» – один из первых в мире экспериментальных театров. Кстати, одним из студийцев был Ярослав Ивашкевич, будущий классик польской литературы.

В начале 1920-х годов в доме №6 чуть ли не ежедневно появлялся известный театральный художник Вадим Меллер. А все дело в том, что в квартире А. Экстер, которой не было в Киеве, он разместил свою студию.
Тогда же в соседнем доме №4 на третьем этаже поселился человек, знавший о Киеве всё. Это был известный искусствовед и киевовед Федор Эрнст. Именно здесь, в квартире на Круглоуниверситетской, он по вечерам, освободившись от служебных дел, работал над своим знаменитым путеводителем «Киев», увидевшим свет в 1930 году. Увы, судьба его сложилась печально: в 1933 году ученый был безосновательно арестован органами ГПУ и приговорен к трем годам исправительно-трудовых лагерей. Назад он уже не вернулся…

В том же 1933 году по соседству с домом, где жил Ф. Эрнст, началась большая стройка. По иронии судьбы, здесь строился жилой дом для сотрудников того ведомства, что погубило киевоведа. Угловое здание №2 – ярчайший пример киевского конструктивизма – заселили работниками областной милиции.
Почти 100 лет верхняя часть улицы не имела выхода на Банковую. Этот проезд появился лишь в начале 1930-х годов.
Старожилы еще помнят, как по Круглоуниверситетской ходил электрический трамвай 7-го маршрута, курсировавший от Бессарабки до Лавры. Его пустили в 1905-м, а демонтировали в 1938-м. Освободившись от трамвая, улица стала тихой и уютной. Покою способствует и ее рельеф, не очень привлекательный для автомобилей.
В наши времена на Круглоуниверситетской можно увидеть много дипломатов, и это неудивительно: в доме №10 расположилось Представительство Комиссии Европейского Союза, а в доме №12 – Посольство Исламской Республики Иран.