Первыми поселенцами улицы были приближенные Петра I — придворная знать, дворяне, именитые граждане. На углу нынешней улицы Чапаева стоял дом С. Г. Нарышкина, за ним в сторону Певческого переулка — дома фельдмаршала М. М. Голицына, царевича Алексея Петровича, священника Петра I И. Х. Изборского (Битки), подъячего Филиппова, адмирала князя М. М. Голицына, думного дъяка А. Я. Маслова (на углу Певческого переулка). Одним из первых, кто в 1710 г. пришел на берега Невы, был москвич С. Г. Крюков. Его имя по сей день носит Крюков канал. Он с женой бежал из Москвы после невыполненного им подряда на поставку двадцати тысяч пудов смолы для Азовского флота. Архивные документы свидетельствуют об участии Крюкова в поставках железа на остров Котлин, кирпича на Пушечный двор, алебастра для Александро-Невского монастыря, корабельного дубового леса в Адмиралтейство. О канале, носящем его имя, известно то, что С. Крюков руководил постройкой части канала против Новой Голландии. «Двор московитина посацкого человека Семена Крюкова» — «три избы с печьми, да сени да ветхие трои срубы» — находился на Малой Посадской улице, приблизительно на пересечении ее с нынешней улицей Чапаева.
Еще до разработки образца первого уличного фонаря в 1718 г. Ж.-Б. Леблоном с ноября 1706 г. в Петербурге по приказу Петра I на четырех улицах, выходящих к крепости, на фасадах домов были повешены фонари, что производило большое впечатление не только на жителей Петербурга, но и на иностранцев. Появились они и на этой улице. Здесь, в небольшом деревянном доме на углу Певческого переулка, в конце 1712 г. поселился вернувшийся из-за границы сын Петра I Алексей. Путешествие за границу было предпринято под предлогом усовершенствования в науках, но в действительности Петр хотел устроить брак своего сына с какой-либо немецкой принцессой. Вскоре Алексей Петрович познакомился со своей будущей женой Софией-Шарлоттой, принцессой Брауншвейг-Вольфенбюттенской и в октябре 1711 г. была сыграна свадьба. В августе 1713 г. София-Шарлотта, до этого гостившая у своих родителей в Брауншвейге, приехала в Петербург. Прожили они здесь около полутора лет. Позже переехали на левый берег Невы в специально выстроенный дворец.
С марта 1829 г. на Малой Посадской, в доме купца 1-й гильдии Ивана Ивановича Пантелеева (недалеко от крепости), проживал кровельщик Петр Михайлович Телушкин. В 1830 г., после сильной бури, повредившей фигуру ангела на шпиле Петропавловского собора, он поднялся на шпиль без лесов и отремонтировал флюгер.
Весной 1903 г. архитектор Ф. И. Лидваль получил разрешение на возведение дома для своих родителей в самом начале Каменноостровского проспекта с выходом на Малую Посадскую улицу (дом № 5). Строительство этого здания П-образной формы было закончено в 1906 г. Оно вошло в учебные курсы истории архитектуры как образец жилого дома в стиле модерн.
В собственном доме (№ 5) архитектора Ф. И. Лидваля жил капитан Г. Э. Гренфель, морской атташе британского посольства.
В собственном доме № 7–9 с 1850-х гг. жил купец 2-й гильдии А. И. Сушкин, владелец фабрики по производству изделий из пуха и пера. После его смерти дело наследовал его сын П. А. Сушкин, проживавший в доме № 4 по Малой Посадской улице.
Дом № 7 возведен в 1907 г. по проекту П. А. Янушкевича, архитектора Городской управы. Дом принадлежал Е. А. Григорьеву, купцу, почетному гражданину, гласному Городской думы. Перед революцией в нем жил Н. И. Товстолес, активный проектировщик городской рядовой застройки, автор проектов многих доходных домов, в том числе здания на Ропшинской улице, 24.
В 1911–1912 гг. жил юный П. Н. Лукницкий, автор дневниковых записей о Н. С. Гумилеве. Здесь проживал В. К. Томилин, композитор, выпускник Консерватории (1932 г.). С 1927 г. жил в Ленинграде. Скончался 1 декабря 1941 г.
С 1978 по 2000 г. жил историк, член-корреспондент Российской академии образования В. И. Старцев, автор книг и публикаций по проблемам политической истории России начала XX в. С 1961 по 1984 г. работал в Институте истории Академии наук СССР. В 1984–1998 гг. — заведующий кафедрой истории СССР в ЛГПИ имени A. И. Герцена. С 1993 г. вел передачу «Исторический клуб» на петербургском радио.
На углу Крестьянского переулка в феврале 1986 г. по проекту архитекторов B. Ф. Хрущева, С. И. Трофименкова и Г. С. Левина возведено здание спортивного комплекса. В здании из керамзитобетона и стекла, облицованном сааремским доломитом цвета слоновой кости, занимаются любители гимнастики и тяжелой атлетики, борьбы и настольного тенниса, волейбола, баскетбола, плавания и других видов спорта.
Доходный дом № 11 возведен в 1912 г. по проекту архитектора М. С. Лялевича. Муж владелицы дома М. А. Шмерко занимался продажей искусственной минеральной воды. До 1917 г. домом владел отставной надворный советник С. С. Лаппо-Данилевский. В этом доме, как и в доме № 2, цокольная часть украшена тосканскими пилястрами.