Знаходиться у центрі Житомира та в районі Путятинки і Смолянки.
Виникла не пізніше ХVII ст. як шлях, що вів із Житомирського замку в напрямку c. Станишівки, а далі — через Тетерів — в напрямку Бердичева. У XVIII ст. була відома під назвою Великий Станишівський Шлях. Забудова почалась в центральній частині міста та поступово просувалася у східному напрямку і в основному сформувалася на початку ХХ ст. у тому вигляді, в якому є і сьогодні (окрім сучасних повоєнних будівель). Починається від Соборного майдану і закінчується на Смолянському майдані, проходить через майдан Корольова. Довжина 3,2 км.
У 1781 р. вулиця закінчувалась на межі сучасного майдану Корольова. Чіткої лінії забудови не було, в окремих місцях ширина вулиці сягала 85,5 м. У 1852 р. фактична забудова вулиці закінчувалася на межі сучасної вул. Шевченка, а вже наприкінці 1850-х років міська межа перемістилася до району сучасної міської лікарні № 1. У 1882 р. було побудовано Бердичівське шосе, яке напряму зв'язало Житомир з Бердичевом, минаючи Станишівку і Кодню. Відтоді роль частини вулиці Великої Бердичівської на відтинку між нинішніми вул. Льва Толстого і Смолянським майданом, стала другорядною, що вплинуло на її забудову. Й досі тут збереглися маленькі будиночки, що є характерним для вулиць передмістя.
Наприкінці ХVIII-поч. ХХ ст. називалася вулицею Українською. Назва пояснюється тим, що за часів перебування міста під Річчю Посполитою польські можновладці вважали, що Україна розпочинається на південь від Тетерева і дали вулиці відповідну компасну назву, підкреслюючи тим самим, що Житомир ще знаходиться у Польщі. З укріпленням російської влади на Волині й офіційним затвердженням Житомира губернським центром (1804 р.) вулиця дістала нову «нейтральну» назву (компасний топонім) Велика Бердичівська (вперше в документах зустрічається у 1830-х роках).
Прийменник «велика» означав, що була ще й Мала Бердичівська. У 1919 р. тимчасово носила назву вулиця Петлюри (був також інший варіант — вулиця Квітки-Основ'яненка). З 1920 по 1990 рік вулиця Велика Бердичівська називалася вулицею Карла Маркса (у період німецько-фашистської окупації з 1941 по 1943 роки називалася вулицею Гімлера (1941 р.), з 1942 по 1943 рр. — Головною). У радянський період вулиця топографічно в міру розширення міської межі «приєднувала» до себе самостійні вулиці, які були її продовженням в напрямку Станишівки, а згодом і нові вулиці, що вели у Східний промвузол. У 1957 р. до неї влилися і перестали існувати вулиця Липки, Перша та Друга Смолянка; у 1971 р. — хутір Солдатська Слобідка, с. Станишівський Поруб (тодішня головна вулиця села — Леніна) та безіменна дорога на Слободу-Селець.
Наприкінці 1980-х років вул. Карла Маркса «дотягнулася» до заводу силікатних виробів, хоча він фактично вже знаходився на зовсім іншій вулиці — Промисловій. Тоді формальна довжина вул. Карла Маркса сягнула 9,2 км. Під час початку упорядкування топонімічного ландшафту Житомира, у 1991 р. вулиці Карла Маркса було повернуто її попередню назву Велика Бердичівська в межах, в яких вона була такою у 1920-х роках (виняток становить частина вулиці між вул. Льва Толстого і Смолянським майданом, яку вирішили не дрібнити, тому і не повернули шматочкам цього великого кварталу двох старих назв: вулиці Липки і 1-а Смолянка). Інші самостійні частини вул. Карла Маркса були відповідно названі: вулиця Івана Гонти і вулиця Слобідська. Ці три вулиці розділяють майдани: Смолянський та Станишівський, які існували і раніше, але були безіменними. З 1958 по 1974 рр. трамвайний рух здійснювався лише на відрізку Великої Бердичівської між вул. Льва Толстого і Смолянським майданом. У 1974 р. цю останню ділянку трамвайної лінії було теж демонтовано. У 1966 р. на вулиці Великій Бердичівській було відкрито тролейбусний рух.
