Elle relie la rue du Capitaine Maignan au boulevard de la Tour d’Auvergne côté pont de Nantes. Cette voie, axée sud-ouest, est un tronçon moderne de l’ancienne rue de Nantes. Cette entrée de la ville a changé plusieurs fois de noms : faubourg Saint Lazare ou bourg Saint Ladres — en référence à une léproserie et une chapelle qui y existaient autrefois –, faubourg de la Madeleine puis à partir de 1792 rue de Nantes.
Une portion de la rue aujourd’hui disparue reliait directement la rue Tronjolly au boulevard de la Tour d’Auvergne à proximité du Pont de Nantes. C’est en 1976, suite aux travaux de rénovation du quartier Colombier que la rue du Docteur Joly prend sa dénomination actuelle.
Francis Joly (1911-1969) fut conseiller général d’Ille et Vilaine.