Улица Карла Маркса одна из главных тамбовских улиц. Улица начала застраиваться в XVIII веке и формировалась постепенно. На первом городском плане она называлась Долгой. В старом Тамбова эта улица была самой большой по своей протяженности: начиналась от Кузьминской (современная Астраханская), пересекала все поперечные улицы и выходила к северным границам, заканчиваясь Струговой (современная Пирогова). Улица Долгая как бы делила город на две равные части, и за это её иногда называли Долевой.

На втором городском плане вся часть улицы расположенная за рекой Студенец именовалась Кадетской, так как в 1802 году на левом берегу Студенца разместился дворянский кадетский корпус. В 1873 году благодаря активной деятельности городского главы – Андрея Николаевича Чичерина (он приходился дядей наркому иностранных дел Г.В. Чичерину) Долгая была полностью замощена булыжным камнем.

После установления в Тамбове советской власти, в 1918 году при пересечении улицы Долгой и Дворянской (современная Интернациональная) был установлен памятник выдающемуся мыслителю, общественному деятелю, одному из основоположников коммунистической идеологии Карлу Генриху Марксу. 21 октября 1918 года исполком городского совета принял решение о воссоединении двух улиц – Долгой и Кадетской в единую, с присвоением ей имени Карла Маркса. Памятник Марксу был уничтожен во время налёта на Тамбов казаками генерала Мамонтова осенью 1919 года, а улица сохранила своё название до наших дней.

Сейчас протяжённость улицы составляет 10446 метров.