W 1845 roku ulica została przecięta torami kolejki łączącej fabrykę wagonów z portem. Zakłady przemysłowe przy Nowej Drodze zostały przejęte w połowie XIX w. przez Bank Polski, a następnie przez znanego bankiera warszawskiego Jana Gotliba Blocha, który przekształcił je w koszary. Około 1900 roku na odcinku dzisiejszej alei 3 Maja przeprowadzono poważne prace wodociągowe. Nad ulicą w latach 1904–1913 wybudowano 700-metrowy wiadukt mostu Poniatowskiego, zasypując jednocześnie wcześniejszy wykop.
W dniu 3 maja 1916 roku, w 125 rocznicę uchwalenia Konstytucji, władze Warszawy podjęły decyzję, że przedłużenie Alej Jerozolimskich na odcinku od Nowego Światu do mostu Poniatowskiego będzie nosić nazwę Aleja 3 Maja. Ta nazwa obejmowała zarówno wiadukt prowadzący na most, jak i jezdnie biegnące wzdłuż niego, przy których w okresie międzywojennym wybudowano kilka domów spółdzielczych.
W okresie okupacji niemieckiej ulicy nadano nowe nazwy: polską Dworcowa i niemiecką Bahnhofstrasse, a później na Ostlandstrasse.