L'artère principale de Port-sur-Saône a porté plusieurs noms avant son appellation actuelle : Grande Rue, rue du Roi, rue Royale ou encore rue Impériale. Elle traverse le bourg sur la rive gauche d'est en ouest depuis Vesoul en direction de Combeaufontaine puis de Langres. Elle débute au niveau de l’église Saint-Étienne, construite fin 18e siècle, et prend fin au croisement avec l'avenue de la Gare. Au 19e siècle, la rue est élargie du fait de la circulation croissante. Les maisons sont alignées le long de la rue.

A l'instar des autres rues de Port-sur-Saône, la rue principale disposait d'un habitat composé essentiellement de fermes. Vers le bas de la rue, bien que d'anciennes maisons à "tour" subsistent, l'architecture rurale prédominait. On distingue encore de nombreuses entrées de granges, soit en retrait de la rue, soit dans les cours derrière les maisons. Les fermes encore existantes ont été transformées, d'autres ont été détruites pour y reconstruire des maisons, des demeures ainsi que des immeubles à logements. Progressivement (19e siècle), la rue devient le lieu où les commerces s'établissent. La physionomie de la rue change ainsi que sa vocation comme le prouve les nombreuses cartes postales qui mettent en scène la rue. Les notables locaux souhaitent aussi s'afficher et avoir "pignon sur rue" : par exemple, la famille Madiot y construit ses bureaux et entrepôt ; Auguste Petit, propriétaire des Grands Moulins sur l'ile de la Rezelle, y achète une belle demeure. La plupart de ces nouvelles constructions ont conservé les granges et autres bâtiments agricoles qui permettaient d'abriter chevaux et calèches avant la généralisation de l'utilisation de l'automobile. Certaines de ces maisons construites à la fin du 19e et au début 20e siècle disposent d'élévations ordonnancées, avec un embellissement de la travée centrale. La couverture évolue également, avec l'utilisation du brisis sur la façade principale.

La rue François Mitterrand demeure la voie de communication principale de la ville ainsi qu'un lieu commercial. La plupart des boutiques se concentrent désormais sur le bas de l'artère entre l'hôtel de ville et les anciens entrepôts Madiot. Les grandes maisons et demeures ont été divisées en appartements avec des remaniements importants, seules les façades ont pu conservé leurs architectures d'origine.