Возникла до революции как 3-я Удельная улица, получив название по местности, в которой она находится. После революции часть домов улицы была муниципализирована и занята различными учреждениями: к началу 1920-х один из домов передан школе № 49, другой ― горкоммунотделу, ещё один заселён частными жильцами; кроме того, на 1920 год в одном из домов улицы располагалась штаб-квартира 3-го района Казанской уездной советской милиции.[3][4] В здании школы № 49 проходили заседания сельсовета Удельных улиц и Ивановской стройки.[5] Протоколом комиссии Казгорсовета по наименованию улиц б/н от 2 ноября 1927 года, утверждённому 15 декабря того же года, переименована в 4-ю Союзную улицу.[6][7]
По состоянию на вторую половину 1930-х годов, на улице имелось около 30 домовладений: №№ 3–37/1, 43–71/3 по нечётной стороне и №№ 2/5–10/4, 14–18/10, 22–56, 60–62/1 по чётной стороне, в основном, частные.[8] В середине-конце 1950-х годов 4-я Союзная улица являлась одной из самых протяжённых улиц слободы Восстания; её длина составляла 1,2 км.[9] В 1940-е годы в промежутке между 11-й и 13-й Союзной улицами, ранее предусматривавшемся как защитная зона предполагаемого строительства завода «Пишмаш», были построены коттеджи для работников авиа- и моторостроительного заводов; некоторые из них сохраняли ведомственную принадлежность до середины 1990-х годов.[10][11][12]
В 1950-е — 1970-е годы улица лишилась бо́льшей части частной застройки, попав в зону застройки многоэтажными домами (кварталы №№ 43, 33, 26 и другие) и превратившись в небольшой переулок.
↑Протокол комиссии по наименованию улиц города Казани от 2 ноября 1927 года (Государственный архив Республики Татарстан, ф. Р326, оп. 1, д. 300, л. 110-156)
↑Саначин С. П.[тат.]. Экскурс в архитектурную жизнь советской Казани: иллюстрированное повествование на стыке истории и градостроительства в 1918-1991 гг (рус.). — 2-е изд., испр. — Казань: Фолиант, 2016. — 238 с. — 2000 экз. — ISBN 978-5-905576-46-1.
↑ 123Документы о передаче на баланс ПТЖХ жилых домов от предприятий оборонных отраслей промышленности за 1996 год (фонд 2376, опись 1, дело 2920). — Казань: Государственный архив Республики Татарстан, 1996. — 152 с.
↑Список посёлков, слобод и улиц, входящих в черту г. Казани // Вся Казань: Справочная книга по городу Казани / Сост.: М. Бубеннов, Н. Козлова, А. Никольский, Р. Левин, И. Ефремова, В. Никольский, В. Берлянд, Н. Соколов, В. Мартынов. — Казань: Редакция газеты «Красная Татария» — «Кызыл Татарстан», 1940. — С. 265. — 286 с. — 4250 экз.
↑Список улиц и переулков Бауманского и Дзержинского районов г. Казани по состоянию на 15 июня 1942 г. (фонд Р1583, опись 4, дело 23). — Государственный архив Республики Татарстан. — 15 с.
↑Казанский почтамт Министерства связи СССР. Справочник для сортировки входящих почтовых отправлений и печати в городе Казани (рус.) / Н. П. Буяновский. — Казань, 1965. — 68 с.
↑Министерство автомобильного транспорта и шоссейных дорог РСФСР; Татарское Транспортное Управление. Справочник для определения расстояний между различными пунктами по гор. Казани (рус.) / А. М. Камалеев. — Казань: Комбинат печати имени Камиля Якуба, 1970. — 470 с. — 5000 экз.
↑Справочник по сортировке письменной входящей корреспонденции, периодической печати и телеграмм в городе Казани (рус.) / В. И. Малышева, Т. В. Невретдинова. — Казань, 1981. — 111 с.