Di tích cũ trên đường Cát Linh có:
- Đền Bích Câu nay mang số 12 phố Cát Linh
- Chùa Cát Linh là chùa của thôn Hào Nam, mới được tu sửa lại trong thời tạm chiếm (năm 1953), nay chùa bị lọt vào trong khu vực Trường Phá thông Cát Linh, đi ở bên ngoài không còn trông thấy rõ;
- Chùa Xiển Pháp (số 40 Cát Linh) còn có tên là chùa Trại vì ở trong địa phận một khu trại của người Hoa Kiều; chùa có từ đầu thế kỷ XIX, cùng với chùa Liên Phái (Bạch Mai) là cơ sở in kinh Phật của giới Phật giáo Hà Nội.
Đường Cát Linh nằm trong phần đất nội thành, nhưng việc mở mang lại rất chậm, vì khu vực phía tây thành phố không phải là hướng xây dựng chính. Nơi đây là đường thoát nước thải của khu phố Tây trong thành nội cũ, cổng chính theo dọc con đường Voie 214 (nay là phố Trịnh Hoài Đức) đưa nước chảy vào những hồ lớn của Yên Trạch và Hào Nam. Cho đến năm 1940, đoạn đường giáp với lũy cũ Đại La chỉ mới có Nhà máy gạch Đại La của Năm Giệm và đầu đường phía đông giáp vói Hàng Bột, thành phố đã cho thu rác các nơi xe đến đổ ở chỗ này còn hồ ao và vạch đường, chia đất thành lô bán cho tư nhân, hình thành mấy đường phố nhỏ bên trong đoạn đầu Hàng Bột cạnh phía tây Văn Miếu.
Nói chung trước năm 1945, đường Cát Linh chưa phải là một đường phố theo đúng nghĩa của nó; mặt đường thì chỗ mới được rải đá, chỗ hãy còn lả đất sét gồ ghẻ, lầy lội mỗi khi trời mưa; đường cái không có vỉa hè, không có đèn đường, không có cây xanh. Nhà cửa dọc đường Cát Linh xây cất thưa thớt cách quãng còn nhiều bãi trống. Bên mặt đường phía nam từ chỗ có chiếc cống thoát nước đến ngã tư Đại La, ngoài một xưởng giày vải và ngôi chùa Cát Linh dưới lùm cây xanh, thì chỉ có ruộng lúa, ao muống và gò bãi tha ma; từ mặt đường vào làng Yên Trạch phải qua một cánh đồng khá rộng. Còn bên mặt đường phía bắc, suốt dọc phố trải rộng trước tầm mắt nào hồ sen, nào bãi cỏ lác; đền Bích Câu nằm gọn giữa một hồ sen lớn, có cây cối che khuất, phía đằng sau đền là sân vận động Septo sơ sài với hàng rào cây thấp; cách đền Bích Câu một quãng ngắn là khu Chùa Trại cũng có hổ rộng vây quanh.
Đường Cát Linh như vậy chưa có công trình xây dựng gì mới. Đó là cả một vùng ven nội còn mang nguyên quang cảnh nơi thôn dã.
Từ sau năm 1954, đường Cát Linh được mở mang nhanh chóng. Cơ quan, xí nghiệp, trường học được xây dựng ở hai bên mặt đường; có những ngôi nhà lớn nhiều tầng bề thế. Mặt đường được mở rộng, rải nhựa và xây vỉa hè, hai bên đường có trồng cây bóng mát.