Улица начинается от Обводного канала западнее реки Монастырки, огибает здания бывших казарм лейб-гвардии Казачьего полка (набережная Обводного канала, 23–39) и возвращается к набережной канала. До 1950-х годов, пока существовала набережная по западному берегу реки Монастырки, участок улицы вдоль реки относился к последней.

Название улицы присвоено 16 апреля 1887 года и напрямую связано с расположением Казачьего полка, именовавшегося также Атаманским.

Атаманом у казаков традиционно назывался выборный старшина, командир. Слово «атаман» тюркское и происходит от слова «ата» – отец. По полку названы и Атаманский мост через Обводный канал, и Казачий мост через Монастырку. Сами казармы были построены в 1846–1860 годах по проекту архитектора Ивана Черника.

В 1907 году по проекту Леонида Горенберга и Алексея Зазерского на улице было возведено здание Центральной электростанции городского трамвая (дом № 3). Одну из проектируемых улиц в этом районе предполагалось назвать Электрической, но сбыться этим планам помешали Первая мировая война и революция. Вместо этого 6 октября 1923 года Атаманская стала улицей Красного Электрика.

С годами название стало казаться все более одиозным и надуманным. Наконец 7 июля 1993 года по просьбе казачьей общины Петербурга улице вернули историческое имя.

Дом № 3 – Центральная электростанция городского трамвая, образец промышленной архитектуры в стиле модерн

Магистраль начинается от перекрестка Невского проспекта и Дегтярной улицы и идет до Синопской набережной. Первое ее название, появившееся в 1794 году, – улица к Большому Охтенскому перевозу (слово «Охтенский» в то время писалось через «е»). В конце улицы долгое время, вплоть до 1930-х годов, функционировал перевоз через Неву на Малую Охту.

Последующие несколько имен магистрали – вариации первоначального: проспект к Мало-Охтенскому перевозу, проспект на Малую Охту, с 1822 года – Мало-Охтенский проспект. В первой половине XIX века параллельно употреблялось и другое название – Мытновская, затем Мытнинская улица. В современном доме № 6 располагался Мытный двор, то есть таможня. Позже наименование перешло на нынешнюю Мытнинскую улицу.

Поскольку на Малой Охте был (и остается) свой Мало-Охтенский проспект, 5 марта 1871 года проспект на левом берегу Невы переименовали в Калашниковский, как выходивший к пристани, принадлежавшей купцам Калашниковым. Основателем Калашниковской биржи был купец 2 гильдии Александр Иванович Калашников, потомственный почетный гражданин и кавалер, торговец хлебом в кладовых в доме Александро-Невской лавры, директор Экспедиции кредитных билетов, действительный старшина Демидовского дома призрения трудящихся, почетный староста Александро-Невского приюта.

Они же владели хлебными амбарами, протянувшимися вдоль Невы до самого Обводного канала (не сохранились), а также пивоваренным заводом, позже ставшим ликеро-водочным. Набережная до 1952 года тоже именовалась Калашниковской.

Проспект же в октябре 1918 года стал проспектом Бакунина. Так большевики увековечили своего духовного собрата, теоретика анархизма Михаила Александровича Бакунина (1814–1876).

Впрочем, перед тем как стать теоретиком, М. А. Бакунин был революционером-практиком. Когда в Европе разразилась революция 1848 года, живший тогда в Австрийской империи отставной офицер Бакунин с энтузиазмом к ней примкнул, участвовал в Пражском восстании, а затем, уже в Саксонии, возглавил восстание в Дрездене. После подавления восстания Михаил Бакунин был приговорен к смертной казни, которую заменили пожизненным заключением, а в 1851 году Бакунина выдали российским властям.