De Paleisstraat is een lange, licht gebogen straat tussen de Anselmo- en de Belegstraat. De straat loopt parallel met de Amerikalei en werd samen met de leien op de vrijgekomen gronden van de voormalige Spaanse wallen getrokken. De aanleg van de boulevard omheen de oude stad op de gewezen vestinggronden dateert van rond 1866. Het stuk van de Paleisstraat tussen de Anselmo- en de Bresstraat werd in deze fase getrokken en werd "Oude Boomsesteenweg" genoemd. Bij de aanleg van de wijk het Zuid rond 1875 werd de straat doorgetrokken tot aan de Belegstraat. Bij deze gelegenheid kreeg de straat ook haar huidige naam, net zoals de Justitiestraat verwijzend naar de het nabijgelegen Justitiepaleis, gebouwd in 1871-77.

De Paleisstraat heeft een erg heterogene bebouwing van woon-, handels- en nijverheidspanden uit eind 19de en 20ste eeuw. Ook een aantal panden met (semi-)openbare functies kregen hun plaats in de straat, onder meer een politiekantoor, een brandweerkazerne, een openbaar badhuis en een school. De basisbebouwing ontstond voor de Eerste Wereldoorlog, maar werd door talrijke verbouwingen en nieuwbouwprojecten sterk verstoord. De oudst bewaarde bebouwing dateert uit eind 19de eeuw-begin 20ste eeuw en bestaat uit pak- of werkhuizen en woonhuizen in neoclassicistische of eclectische stijl. Deze stijlencombinatie vinden we in de volledige Zuidwijk terug, maar is in de Paleisstraat uitgesproken aanwezig, met een opvallende voorkeur voor eclectische stijl voor de nijverheidspanden in de straat. De meeste woonhuizen in de Paleisstraat werden als opbrengsteigendommen en/of meergezinswoningen gebouwd, soms met een handelsgelijkvloers of een achterliggend magazijn.

Op de hoek met de Anselmostraat (Paleisstraat 2-4, Anselmostraat 14) is rond 1881 een neoclassicistisch hoekcomplex gerealiseerd door Jean Florus, een actieve investeerder in de Zuidwijk die vooral meergezinswoningen liet bouwen. Op de hoek met de Bolwerkstraat (Paleisstraat 60-62, Bolwerkstraat 56-58) werd rond 1898 een gelijkaardig neoclassicistische hoekcomplex van woon- en winkelpanden gebouwd voor J. Van Dijck-De Vlam naar ontwerp van architect Jean De Vroey. Op nummers 120-122, oorspronkelijk met bepleisterde, neoclassicistische gevel, liet aannemer C.J. De Weerdt rond 1883 een huis met achterliggend werkhuis optrekken. Op nummer 142 een eind-19de-eeuwse neoclassicistische burgerwoning die later tot winkelhuis werd aangepast en in 1913 met een verdieping werd verhoogd.

Tijdens het interbellum werd een belangrijke reeks verbouwingen en aanpassingen in het straatbeeld uitgevoerd, ook gerelateerd aan de wederopbouw die de bominslagen tijdens de Eerste Wereldoorlog in de Paleisstraat vereisten, bijvoorbeeld bij de woningen op nummers 40-44. De meest opvallende woning uit deze periode werd ontworpen in 1925 voor Leon Stynen. Op nummer 38 vinden we een eenvoudiger art deco appartementsgebouw dat rond 1929 werd gebouwd voor Denis Sels; er is geen architect geregistreerd in het bouwdossier. Een modernistische woning die dateert van 1955 staat op nummer 18, naar ontwerp van architect L. Theo Van Looy.

De Paleisstraat was van bij de aanleg een vrij drukke, brede verbindingsweg door deze 19de-eeuwse buurt net buiten de leien. Er werden een aantal openbare gebouwen ingeplant, zoals de brandweerkazerne en het politiekantoor. Ook het Sint-Norbertusinstituut, een van de weinige katholieke scholen in de buurt, werd hier gebouwd, op de hoek met de Bolwerkstraat.

In de jaren 1964-68 werd een nieuw groot stadsgebouw opgetrokken tussen het politiekantoor en de brandweerkazerne, op nummers 108-110. Hiervoor werden zes bestaande woningen afgebroken. Het gebouw herbergde op de begane grond ontspanningslokalen, op de eerste verdieping een openbaar badhuis en op de derde en vierde bouwlaag telkens vier appartementen. Het ontwerp werd getekend op de stedelijke dienst voor werken, afdeling gebouwen door leidend architect Paul Donné, architect-afdelingshoofd Ch. Van Hulle en hoofdarchitect-directeur Ferdinand Peeters. Het betreft een betonbouw met een opvallende lijstgevel met een opengewerkt betonpatroon.

Tussen Anselmo- en Belegstraat, aangelegd bij rechttrekking; binnen de wallen de Oude Boomsesteenweg genoemd, in 1876 Paleisstraat in verband met het in 1871-77 gebouwd Paleis van Justitie.

Licht gebogen straat met heterogene bebouwing van enkel- en dubbelhuizen uit laatste kwart 19de eeuw (onder meer vele bouwaanvragen in de periode 1890-99) en eerste kwart 20ste eeuw. Neoclassicistische, bepleisterde en beschilderde lijstgevels van drie traveeën en drie bouwlagen met centrale balkons, stucwerk en rechthoekige muuropeningen; nummer 33 van 1897 naar ontwerp van F. Van Dijk, later verhoogd met vierde bouwlaag.

Voorts bakstenen of natuurstenen lijstgevels in eclectische of art-nouveaustijl.

Op hoek met Bolwerkstraat schoolgebouw van het Sint-Norbertusinstituut; op einde van de straat politiebureau (104) en brandweerkazerne (122-124-126).

Nummer 17 met tweedelige neoclassicistische houten winkelpui.