Являє собою збережену частину старої дороги з середмістя Житомира на Київ через Гадзинку, Студеницю та Радомишль, що функціонувала до побудови шосейної дороги з Києва до Брест-Литовська у 1850-х роках; частиною останньої в межах міста є нинішнє Київське шосе, що взяло на себе роль головного шляху до Києва.
У другій половині ХІХ століття стара дорога на Київ в межах нинішньої вулиці Саєнка пролягала крізь переважно вільні від забудови землі. В районі нинішнього перехрестя з Коростишівською вулицею знаходилися окремі садиби, зокрема, корчма Якуба Смока, від прізвища якого походить назва населеного пункту, а наразі місцевості Смоківки.
До початку Другої світової війни ділянка старої дороги на Київ на відтинку від Мар'янівської вулиці (нині вулиця Якова Зайка) до межі між містом та селом Смоківка, отримала назву Старокиївська вулиця. З такою назвою підписана на мапах міста 1941 — 1942 рр. В межах села Смоківка вулиця також мала назву Старокиївська. Після приєднання села Смоківка до міста у 1971 році, міська вулиця Старокиївська злилася з її продовженням у селі Смоківка.
У 1950 — 1960-х роках сформувалася садибна забудова між річкою Вошивицею (1-ю Мар'янівською лінією) та вулицею Коростишівською, а також завершила своє формування (ущільнилася) садибна забудова до вулиць Вересівський Шлях та Юрія Немирича.
У 1975 році Старокиївська вулиця перейменована на вулицю Саєнка.
У 1990-х роках розпочала формування садибна забудова наприкінці вулиці.
Мокрицький Георгій Павлович. Вулиці Житомира / Мокрицький Георгій Павлович ; [худож. В. Кондратюк та ін.]. — Житомир: Волинь, 2007. — 640 с. : ілюстр., фотогр., карти, табл., діагр. — (Енциклопедія Житомира. Т. 1). — Бібліогр.: с. 89-90, 224-225, 247, 259, 553. — ISBN 966-690-084-X.