Левый берег Невы начал застраиваться уже с первых дней зарождения Петербурга. Изначально набережная там носила название Верхней. В 1705 году здесь был построен дом генерала-адмирала Ф.М. Апраскина, а в 1707 году появились Кикины палаты. В 1710 году было принято решение произвести укрепление левого берега, которое производилось с помощью деревянных стенок и пристраиванием пристаней. При этом русло реки было сдвинуто на 80 метров. В 30-е годы 18-го века вместо дома Апраскина появился Зимний дом , котрый принадлежал императрице Анны Иоанновны. В конце 18-го века набережная стала называться Миллионная.

Набережную отделали гранитом, соорудили полукруглые спуски которые вели к Неве, но проект Игнацио Росси был выполнен некачественно, в результате чего набережную пришлось перестраивать уже по проекту Фельтена Ю.М., после чего Нева сузилась еще на 20 метров. На месте, где в наше время стоит Мраморный дворец, когда-то находился почтовый двор, из-за чего набережную в народе называли Почтовой. В 60-е годы 18-го столетия здесь появились Эрмитажный мост, который соединял Дворцовую набережную и набережную Кутузова.

К концу 18-го века Дворцовая набережная пополняется очередными новостройками, такими как: здания Большого и Малого Эрмитажа, Эрмитажный театр, дом Салтыковых, Мраморный дворец и другие. В 19 веке здесь появились Ново-Михайловский дворец, служебный корпус Мраморного дворца, дворец Владимира Александровича.

В советские времена набережная получила название в честь 9-го января. А во время Великой Отечественной войны многие здания были повреждены, но после войны подверглись реконструкции.