La calle de Bailén se caracteriza por la presencia de un viaducto que lo cruza. En el 1736 se quiso unir la zona sur del palacio con el acantilado de la calle Segovia. En la construcción del viaducto se encontraron con varios problemas entre ellos la gran cantidad de tierra que había para conectar la Plaza de Armas con las Vistillas. Años más tarde se paró la obra y luego se decidió no seguir el eje del palacio, sino cambiarlo para que siguiera la calle de Bailén. El responsable del viaducto fue el arquitecto Eugenio Barrón quien utilizó hierro y madera, algo innovador en la época.
En la Segunda República el viaducto fue destruido, y no se reconstruyó hasta el 1931-1934. Y después de la Guerra Civil tuvo que sufrir una reconstrucción. Hubo un tiempo en el que estuvo a punto de ser derribado.
El viaducto tiene también su propia leyenda negra. Como en la época en la que se construyó era uno de los espacios más altos que había en la capital la gente aprovechaba para suicidarse.
El primer tramo que se abrió de la calle de Bailén fue el comprendido entre la cuesta de San Vicente y la plaza de la Marina Española. Su nombre cambió varias veces hasta que recibió finalmente este por la victoria del general Castaño sobre las tropas francesas en Bailén.
Comienza la calle por los Jardines de Sabantini. Luego se encuentra el Palacio de Real, construido por Sabatini, en el mismo lugar donde se encuentra el Alcazar de los Austrias, que se incendió. En esta misma calle también se encuentra la Catedral de la Almudena.
Otro de los edificios importantes que se encuentran en esta calle son el Senado y el palacio de Grimaldi. Y una de las iglesias más antiguas de Madrid se situaba en esta zona, la de Santa María que fue derrumbada para la construcción del viaducto.
Existen dos artistas muy reconocidos que vivieron en esta zona. El primero es Larra quien se suicidó y sus restos se encuentra en su casa, fue uno de los poetas más ilustre de su generación. El segundo es Amado Nervo, quien escribió La amada inmóvil inspirado en la tumba de su mujer que se encontraba enfrente de su casa.
En la actualidad la calle de Bailén es una de las más transitadas por los coches al permitir el acceso a la zona de Gran Vía y Plaza España. Además, se encuentra en esta área el centro comercial de Príncipe Pío que dispone de una estación de autobuses.