Сердобольская улица берет свое начало от Большого Сампсониевского проспекта, вблизи железнодорожной станции Ланская, и проходит до набережной Чёрной речки.

Эта улица известна с 1849 года и первоначально называлась Никольской , проходила от Большого Сампсониевского проспекта до Языкова переулка (сейчас так называется Белоостровская улица). Позже, в самом конце XIX века, улицу продлили до набережной Чёрной речки.

В июле 1859 года Никольскую переименовали в Сердобольскую по названию карельского города Сердоболя, который сейчас носит название Сортавала. После советско-финляндской войны 1939–1940 годов город отошел к Советскому Союзу, однако, тем не менее, название его осталось финским, поскольку он оказался на территории Карельской республики.

В начале XX века часть Сердобольской улицы в районе станции Ланская была застроена каменными зданиями, остальная же часть считалась городской окраиной. Известно, что в то время по этой улице от Чёрной речки до Ланской ходила конка.

К 1925 году Сердобольскую улицу застроили с северной стороны, она стала транспортной артерией нового микрорайона. В 1933 году была благоустроена Торжковская улица, которая связала Сампсониевский проспект с районом Лесное, и постепенно часть Сердобольской улицы утратила транспортные функции. В том же году по улице от Торжковской до Сампсониевского пустили трамвай (эта трамвайная линия существует до сих пор), но пассажиры им пользовались крайне редко.