Название улицы известно с начала XIX века. Здесь находился большой Царский колодец («Святой колодезь»), из которого брали воду местные жители. Принадлежал он Приказу общественного призрения. В 1868 году Городская дума купила этот колодец, а в 1872 году на его основе устроила Преображенскую водокачку, подававшую в сутки до 35 000 вёдер, обслуживая водой восточную часть города, куда не доходил Мытищинский водопровод. В 1925 году водокачка была разобрана.
Преображенский метромост
Здания
Бо́льшую часть зданий составляет комплекс из восьми жилых 5-этажных домов под номером 7 (корпуса с 1 по 8), построенных в стиле конструктивизма по проекту архитекторов А. Ф. Жукова и М. И. Мотылёва в 1927—1928 гг. Угловые подъезды 1-го и 2-го корпусов были с 6 этажами и имели лифты.
В период с 1980 по 1992 гг. во всех корпусах, кроме 2-го, был проведён капитальный ремонт, в результате которого были изменены планировки зданий, вид и цвета фасадов; появились лифты, а вместо балконов — лоджии.
Колодезная улица // Имена московских улиц. Топонимический словарь / Р. А. Агеева, Г. П. Бондарук, Е. М. Поспелов и др.; авт. предисл. Е. М. Поспелов. — М.: ОГИ, 2007. — 608 с. — (Московская библиотека). — ISBN 5-94282-432-0.