Die Markthallenstraße ist eine Anliegerstraße in der Leipziger Südvorstadt. Sie liegt auf dem Flurstück 4017 der Gemarkung Leipzig und hat den amtlichen Straßenschlüssel 04003.
Die 111 Meter lange Straße beginnt an der Südost-Ecke des Wilhelm-Leuschner-Platzes (ursprünglich »Esplanade«, 1839–1945 »Königsplatz«), wo auch die nach Osten führende Brüderstraße und die nach Südosten führende Windmühlenstraße beginnen, und führt geradlinig und kreuzungsfrei nach Nordosten, bis sie als Sackgasse endet. Die geradzahligen Hausnummern befanden sich auf der nordwestlichen Straßenseite. Seit dem 1. Juli 1993 gehört die (völlig unbebaute) Straße zum Postleitbezirk 04107.
Die Straße war eine der ältesten in der Petersvorstadt und hieß ursprünglich der Kautz (Kautz).? Sie war beidseitig dicht bebaut und mündete in den Roßplatz.
Am 9. März 1839 wurde beschlossen, der Straße mit Wirkung zum 22. Oktober 1839 den Namen Kleine Windmühlengasse (Kleine Windmühlengaſſe) zu geben. Gleichzeitig erhielt die heutige Windmühlenstraße den Namen »Große Windmühlengasse«.
Mit der Änderung des Namens der Großen Windmühlengasse in »Windmühlenstraße« im Jahr 1843 entfiel die Notwendigkeit des Namenszusatzes »Kleine«, da es ja nur noch eine Windmühlengasse gab. Obwohl keine offizielle Umbenennung bekannt ist, erscheint in der Mitte des 19. Jahrhunderts auf Stadtplänen und in Adressbüchern oft nur der verkürzte Name »Windmühlengasse«.
Im Jahr 1888 wurden sämtliche Häuser auf der südöstlichen Straßenseite (Nummern 1 bis 17) abgebrochen, um Baufreiheit für die 1889/90 errichtete städtische Zentralmarkthalle zu schaffen.
Am 16. Dezember 1890 wurde beschlossen (Bekanntmachung am 29. Dezember 1890), die Windmühlengasse in Markthallenstraße (Markthallenſtraße) umzubenennen. Damit wurde auf den neuen Hauptanlieger hingewiesen und die Problematik »Große/Kleine« und »Gasse/Straße« endgültig geklärt.
Im 2. Weltkrieg wurde die Bebauung der Markthallenstraße komplett zerstört. Die Ruinen wurden abgetragen und die Grundstücke seitdem nicht wieder bebaut. Außer einigen alten Bordsteinkanten erinnert heute nichts mehr an die Straße.
Bei der Einführung der Kommunalen Gliederung zum 18. März 1992 wurde die Straße dem Statistischen Bezirk 031 im Ortsteil 03 Zentrum-Süd zugeordnet.
In den Plänen zur Neugestaltung des Wilhelm-Leuschner-Platzes und der sich nach Osten bis zur Grünewaldstraße erstreckenden Kriegsbrache wird die Existenz dieser Straße oft ignoriert – aus den Augen, aus dem Sinn. Der südliche Zugang zum Haltepunkt Leipzig Wilhelm-Leuschner-Platz liegt mitten auf ehemaligen Grundstücken der Wohnbebauung Wilhelm-Leuschner-Platz und Markthallenstraße.