Linia autobusowa 158 łączy Dworzec Centralny z Pragą-Południe, a konkretnie z Saską Kępą i Grochowem. Pierwszym dniem jej kursowania był 24 stycznia 1965 r. a pierwsza wersja trasy wyglądała następująco:
EMILII PLATER Aleje Jerozolimskie most i al. Poniatowskiego Waszyngtona Grenadierów Ostrobramska ZAMIENIECKA

W grudniu 1970 roku linię skierowano od ul. Waszyngtona przez ul. Kinową (nowe osiedle) a następnie Rozłucką, Turbinową i Spalinową do Grenadierów i dalej dotychczasową trasą.

W 1975 roku śródmiejski kraniec przeniesiono w pobliże nowo oddanego Dworca Centralnego, a w konsekwencji wybudowania Trasy Łazienkowskiej korekcie uległ grochowski fragment trasy. W kierunku Centrum linia 158 zaczęła jeździć bezpośrednio ulicą Ostrobramską do Kinowej.

Rok 1980 przyniósł zasadnicze wydłużenie trasy ulicami Zamieniecką i Łukowską do Osiedla "Gocław przy Trasie", zwanym Os. Ostrobramska.

W latach 1985-87 w czasie remontu tunelu kolei średnicowej linia 158 objeżdżała Aleje Jerozolimskie ulicami: Poznańską i Żurawią, a w przeciwnym kierunku: Żurawią, Bracką, Nowogrodzką, Marszałkowską. W latach 1985-89 w czasie generalnego remontu mostu i wiaduktu księcia Józefa Poniatowskiego linia 158 jeździła objazdem przez: Książęcą, Kruczkowskiego, Tamkę, most Syreny, Wybrzeże Szczecińskie, a od 1988 - przez Książęcą, Ludną, Wioślarską, most Poniatowskiego. W latach 1989-90 z powodu dalszego remontu tunelu kolejowego w rejonie Dworca Centralnego (pod ul. Emilii Plater) przystanek krańcowy znajdował się pod Pałacem Kultury i Nauki (koło Kina Przyjaźń). Wyjazd na trasę odbywał się przez plac Defilad i Marszałkowską.

W 1995 roku śródmiejski kraniec z powrotem przeniesiono bliżej ul. Świętokrzyskiej i znajduje się teraz w rejonie budowanego Hotelu Intercontinental (róg ul. Śliskiej). Obecna trasa linii 158 wygląda następująco:

EMILII PLATER Aleje Jerozolimskie most i al. Poniatowskiego Waszyngtona Kinowa (>Rozłucka Turbinowa Spalinowa Grenadierów) Ostrobramska Zamieniecka Łukowska OSIEDLE OSTROBRAMSKA

Od tego czasu trasa linii 158 była kilkukrotnie czasowo zmieniana. Np. w czerwcu 1999 roku, w czasie wizyty Ojca Świętego autobusy nie wjeżdżały do Centrum, lecz wraz z innymi praskimi liniami kończyły na Torwarze (patrz zdjęcie). Z kolei w dniach 8-11 listopada 2003 r. z powodu remontu nawerzchni ul. Waszyngtona linia 158 kursowała objazdem przez ul. Grochowską, a z powrotem przez al. Stanów Zjednoczonych (patrz zdjęcie).

Na samym początku funkcjonowania linii 158 wysyłano na nią przegubowe Jelcze AP021 z zakładu WORONICZA. Od lutego 1969 do dziś linię obsługuje tylko i wyłącznie zajezdnia OSTROBRAMSKA, początkowo krótkimi Jelczami PR100 i PR110, a od 1979 przede wszystkim Ikarusami 280. 

W latach 80-tych linia 158 była jedną z najmocniejszych linii w Warszawie. W godzinach szczytu przepełnione autobusy kursowały co 7-8 minut. Na początku lat 90-tych radykalnie zmalały przewozy transportem publicznym. W 1993 r. ograniczono częstotliwość do 10 minut, a w 1997 r. - do 13 minut. W 1999 r. rozkład jazdy linii 158 idealnie skoordynowano z rozkładem linii 102, co wymusiło częstotliwość 12-minutową. W 2002 r. w ramach ogólnego cięcia rozkładów częstotliwość szczytowa znów spadła do 13 minut.

1 kwietnia 1998 r. był dniem tragicznym. Połowę brygad linii 158 obsadzono taborem pojedynczym. Przyczyną tego była zbyt mała ilość niskopodłogowych autobusów przegubowych. ZTM natomiast dążył do obsadzenia wszystkich linii wozami niskopodłogowymi. W rezultacie na wielu liniach "przegubowych" jeździły pojedyncze brygady obsługiwane przez krótkie i za ciasne Jelcze M121M. Dotyczyło to także linii 158. Na szczęście w maju 1999 r. jedną brygadę niskopodłogową zdjęto i w dzień roboczy zastąpił ją Ikarus 280, a w dzień świąteczny - Ikarus 260. Od 1 lutego 2000 r. brygada niskopodłogowa jest obsługiwana przegubowym autobusem Jelcz M181M, a obecnie bardzo często Solarisem Urbino 15 lub MANem NG313.

Linię 158 obsługuje nadal zajezdnia Ostrobramska (od 1.06.2001 - Oddział T10 Ostrobramska). W dzień roboczy na linię wyjeżdżają 4 brygady całodzienne (w tym 2 niskopodłogowe) i jedna brygada szczytowa (jeszcze do 1.06.2002 - dwie). W dzień świąteczny linię obsługują 4 brygady (w tym 3 niskopodłogowe). Wszystkie brygady obsadzone są taborem wielkopojemnym.

Od 7.07.2008 z powodu remontu mostu Poniatowskiego linia 158 kursuje na skróconej trasie RONDO WASZYNGTONA - OS. OSTROBRAMSKA.