由沈阳站南始发，经民主路、民主广场、民主路、南京南街、南三马路、吉林路、中兴街、南五马路、文化路、文化路立交桥、青年大街、浑河桥、青年南大街、沈营大街、浑南西路、浑南中路、天坛南街、汇泉路、汇泉东路至汇泉东路长青街终点。

沈阳公交152路线路走向图：

现役车型：DD6120CHEV2N（黄海客车·空调款）

现役车型：TEG6105BEV26（中车新巴客·纯电动）

现役车型：TEG6105BEV22（中车新巴客·纯电动）

沈阳公交152路（原沈阳公交502路），开通于1991年4月20日。开通时间运营区间为“沈阳站←→沈阳北站”，线路全天运行。

2001年延长线路为东北仓储配货中心←→沈阳北站。2002年又改线为汽车城——沈阳北站。线路实行私营化管理模式。

2005年1月1日，502路终点由会展中心（汽车城）延长至沈阳理工大学宿舍。增设沈阳市气象局、教场、沈阳理工大学正门、沈阳理工大学宿舍四站。

2006年6月起，502路南行增设“市儿童活动中心”车站，该站位于五里河与夏宫两站之间。

2006年6月起，由于南二马路改为单向通行（由东向西），502路开往沈阳理工大学方向不再走南二马路，改走民主路、南三马路回原线。

2006年8月，502路的所属公司由原先的沈阳客运集团下属华龙分公司转变为沈阳天益巴士有限公司。

2006年9月18日起，沈阳天益巴士公司502路公交车末车时间调整：沈阳理工大学末车时间由18：00延长至20：30，沈阳北站末车时间18：00不变。

2006年12月31日，502路临时停运。

2007年1月13日，502路在停运13天后，恢复正常运营。原先为私人承包的运营方式，存在较多弊端，并在交通局大力发展浑南公共交通时，因车主私人利益而使502路全线停运。天益巴士公司将502路正式收回，并将原先的牡丹中巴MD6750C1车型更换为10米级CA6105SQ1型客车。实现正规化管理的502路，配车数为16台，车隔20分，1月底新车全部上线后配车数为30台，车隔5-10分。同时，票价由1-2元改为全线统一票价1元，无人售票，自觉投币，IC卡、月票无效。线路走向及站位不变。首末车时间调整为：沈阳理工大学 6：00-18：30；沈阳北站 6：00-18：30。

2007年4月13日起，天益巴士公司502路公交车更改路号为152路。152路线路由沈阳理工大学←→沈阳北站，使用CA6107SQ7型客车，线路配车25台，车隔8分，票价1元。同时，152路增加“飞云路、金辉街、浑南交通局、浑南大道（内行）、五里河公园、市体育局”等站。沈阳理工大学末车时间由18：30延长至19：00，沈阳北站末车时间由18：30延长至19：00。152路外行由民主路、胜利南街、胜利北街、中山路改走民主路、民族南街、民族北街、中山路回原线，沈阳站车站移至路口停靠。即线路由沈阳理工大学始发，经南屏中路、飞云路、金辉街、天坛南街、浑南中路、营盘北街（沈营路）、浑河大街、青年大街、文化路、南五马路、中兴街、吉林路、南三马路、南京南街、南二马路（外行）、民主路、民族南街（胜利南街）、民族北街（胜利北街）、中山路、太原北街、市府大路、延边街、抚顺路、南京北街、总站路、阜新二街（北三经街）、哈尔滨路（外行）、北京街、北站路，至沈阳北站终点。

2007年5月11日起，为方便市民出行，天益巴士152路（沈阳理工大学←→沈阳北站）开始允许市民使用公交IC卡乘车，普通卡、普通月票卡、学生卡、老年卡等各类IC卡均有效。

2007年7月起，152路增加一台DD6980QS型客车。（后取消）

2007年11月1日起，152路沈阳理工大学末车时间由19：00调整为19：30。

2008年4月起，152路沈阳北站末车时间由19：00调整为19：30。

2008年7月1日-8月31日，152路开通奥运午夜公交，末车临时延长至24：00。

2008年8月起，152路“三好街”车站更名为“盛京医院南湖院区”。

2008年9月5日起，因天坛南街（营盘街）沈抚铁路道口封闭施工，152路走向调整为沈阳理工大学始发，经南屏中路、飞云路、金辉街、远航路、浑河大街、浑南中路，回原线。“会展中心”车站取消。

2009年3月起，152路部分线路更改。原走太原北街、市府大路、延边街、抚顺路、南京北街，改走太原北街、市府大路、北九马路（外行）、南京北街回原线。取消“延边街”车站，增设“北市场西口”车站，与231路同站位。

2009年4月起，152路“沈阳北站”末车时间由19：30调整为19：40。

2009年10月30日起，126路、146路、152路、214路、238路、272路、286路、333路“浑南大道”车站更名为“泛华广场”。

2009年11月21日起，为方便文澜苑、嘉华新城等小区居民出行，152路更改部分线路走向。由沈阳理工大学始发后，原线路走向为经南屏中路、飞云路，改走汇泉东路、丹霍公路、飞云路。增设“嘉华新城、嘉华学校、文源街、文澜苑”等4站，取消“沈阳理工大学正门”1站。线路由沈阳理工大学始发，经长青南街、汇泉东路、丹霍公路、飞云路、金辉街、天坛南街、浑南中路、营盘北街（沈营路）、浑河大街、青年大街、文化路、南五马路、中兴街、吉林路、南三马路、南京南街、南二马路（外行）、民主路、民族南街（胜利南街）、民族北街（胜利北街）、中山路、太原北街、市府大路、北九马路（外行）、南京北街、总站路、阜新二街（北三经街）、哈尔滨路（外行）、北京街、北站路、迎宾街（内行）、团结路（内行）、友好街（内行），至沈阳北站终点。

2010年5月，126、152、166、214、238、272、286、333、800路“五里河”车站更名为“五里河茂业中心”。

2010年6月8日，因远航中路与金辉街交叉道口封闭，152路改由沈阳理工大学始发后，经汇泉东路、富民南街、辽宁艺术学校南侧新开路、营盘小区、天坛南街、浑南中路至营盘北街（内行沈营路）回原线，取消教场、飞云路、金辉街、市气象局、浑南交通局共5站，增加坤泰新界车站（临时站），恢复历史站位“会展中心”车站。

2010年10月28日起，金辉街公铁桥竣工，2010年10月28日起，152路恢复金辉街原线运营，不再由富民南街绕行。

2010年12月20日起，152路运营时间和线路走向试调整为：早高峰6:00-7:30、晚高峰16:00-17:30两个时段按既有线路运营进开发区，即经由教场、飞云路、金辉街、气象局等车站。其余平峰时段不经停上述站位，平峰时段的线路走向为富民南街、省艺校南侧新开路、营盘小区，回天坛南街原线（即按金辉街公铁桥施工期间的调流方案行驶）。

2010年12月25日起，调整152路进入开发区运行时间方案为：早6:00-8:00，晚16:00-18:00。

2011年5月，152路进入开发区运行时间方案调整为：沈阳理工大学6:00-8:00，11:30-12:30，16:00-18:00；沈阳北站 6:00-8:00，10:00-11:00，16:00-18:00。其余时段152路均不经过开发区内的教场、飞云路、金辉街3站。同时，调整152路非高峰时段的走向为汇泉东路、汇泉路直行，经气象局至金辉街回原线，气象局车站改在汇泉路上。

2011年8月1日起，沈阳60条公交线路末车时间大幅度延时，152路沈阳理工大学末车时间由19:30延长至21:00；沈阳北站末车时间由19:40延长至21:00。

2011年11月10日，沈阳北站公交枢纽站的152路等22条线路迁移至北站路南、友好街西、北站一路北的临时公交枢纽站内。152路经北京街、北站路，由北站路出入口进站；发车时由友好街出入口出站，经友好街、团结路、迎宾街、北站路、北京街回原线。

2012年1月，152路不再进入开发区，全天取消教场、飞云路、金辉街3站。由汇泉东路直行，文澜苑的下一站即是气象局。线路由沈阳理工大学始发，经长青南街、汇泉东路、汇泉路、金辉街、天坛南街、浑南中路、营盘北街（沈营路）、青年南大街、青年大街、文化路、南五马路、中兴街、吉林路、南三马路、南京南街、南二马路（外行）、民主路、民族南街（胜利南街）、民族北街（胜利北街）、中山路、太原北街、市府大路、北九马路（外行）、南京北街、总站路、阜新二街（北三经街）、哈尔滨路（外行）、青年北大街、北站路、迎宾街（内行）、团结路（内行）、友好街（内行），至沈阳北站终点。

2012年2月，152路在沈阳理工大学与嘉华新城两站间双向增设“巨子模具”一站。

2012年6月21日，152路开通地铁专线与地铁二号线奥体中心地铁站相接驳。152路地铁专线线路长度10公里，配车3台，车隔20-40分钟。始发站张沙布，首车6:30，末车19:00；终点站奥体中心地铁站，首车7:00，末车19:30。线路由张沙布始发，途经长青南街、汇泉东路、丹霍公路、飞云路、金辉街、天坛南街、浑南五路（浑南三路）、营盘北街，至奥体中心地铁站终点。设置“张沙布、沈阳理工大学、巨子模具、嘉华新城、嘉华学校、文源街、文澜苑、教场、飞云路、金辉街、市气象局、亿丰时代广场西、奥体中心、奥体中心地铁站”等站位。

2012年7月，因有轨电车施工，152路地铁专线（支线）停运。

2012年8月24日，152路开往沈阳北站方向（外行），取消位于营盘北街上的“新华社”一站。

2012年12月1日起，152路地铁专线（支线）恢复运营。线路由沈阳理工大学始发，至奥体中心地铁站终点，设置“沈阳理工大学、巨子模具厂、嘉华新城、嘉华学校、文源街、文澜苑、教场、飞云路、金辉街、市气象局、亿丰时代广场西、奥体中心地铁站”等车站，车隔60分钟。

2013年5月，因天坛南街道路施工，152路临时改走汇泉东路、富民南街、浑南中路至营盘北街（沈营大街）原线。取消“市气象局、亿丰时代广场西”2站，增设“坤泰新界、奥体中心南门”2站。天坛南街道路竣工后，152路仍按照此线路运营。即由沈阳理工大学始发，经长青南街、汇泉东路、富民南街、浑南中路、营盘北街（沈营大街）、青年南大街、青年大街、文化路、南五马路、中兴街、吉林路、南三马路、南京南街、南二马路（外行）、民主路、民族南街（胜利南街）、民族北街（胜利北街）、中山路、太原北街、市府大路、北九马路（外行）、南京北街、总站路、阜新二街（北三经街）、哈尔滨路（外行）、青年北大街、北站路、迎宾街（内行）、团结路（内行）、友好街（内行），至沈阳北站终点。

2013年8月，152路地铁专线基本停运。

2013年11月15日起，152路末车时间调整。“沈阳理工大学”末车时间由21:00调整为19:30；“沈阳北站”末车时间由21:00调整为19:30。

2013年12月12日起，152路末车时间再次调整。“沈阳理工大学”末车时间为19:30不变；“沈阳北站”末车时间由19:30延长至21:00。

2013年12月27日起，152路临时增加5台DD6118S13型车辆配车，来源于501路等车队。加车后，线路运营恢复正常，大车隔的现象基本消失。

2014年1月1日起，沈阳152路恢复原线运营。取消“坤泰新界、奥体中心南门”2个临时站位，双向恢复停靠 “市气象局、亿丰时代广场西”2站。

2014年2月18日起，152路开通“沈阳理工大学至沈阳站”的区间运行车辆。这是继网友于上周评选“沈阳十大干等不来公交线路”后，上榜线路152路采取的应对措施，线路开通了“沈阳理工大学至沈阳站”的区间车，区间车配车11台，剩余12台继续在“沈阳理工大学至沈阳北站”之间运营。线路车隔由15-20分钟缩短为7-8分钟。

2014年3月起，152路在“文澜苑”与“市气象局”两站间双向增设“汇泉路5号”车站。同时，更新线路站牌。

2014年4月，152路开通支线通往张沙布、王宝石寨村。沈阳理工大学发车时间为7:10、11:10、12:40、16:10；王宝石寨村发车时间为7:30、11:30、14:00、16:30。

2014年5月起，因地铁十号线施工，152路南端终点暂时缩短至“巨子模具城”，取消“沈阳理工大学”车站。

2014年11月1日起，152路王宝石寨村支线时间调整，沈阳理工大学发车时间为6:40、9:40、12:40、16:40；王宝石寨村发车时间为7:00、10:00、13:00、17:00。

2014年12月28日，152路更换新车并调整运营方案。车型由CA6107SQ7、DD6118S13更换为宇通ZK6120HNG3型新车，共计27台，车隔缩短为3-8分钟。终点由“沈阳北站”改为“沈阳站”，运营线路为“沈阳理工大学←→沈阳站”。沈阳理工大学末车时间为19:30，沈阳站末车时间为20:30。线路长度由22公里改为15公里，单程时间由65分钟改为45分钟。同时，开通“沈阳站——沈阳北站”的支线，车隔较大，后取消。替换下来的1台DD6118S13型车辆回501路，4台DD6118S13型车辆转至325路。线路由沈阳理工大学始发，经汇泉东路、汇泉路、金辉街、天坛南街、浑南中路（内行）、浑南五路（浑南西路）、营盘北街（沈营大街）、青年南大街、青年大街、文化路、南五马路、中兴街、吉林路、南三马路、南京南街、南二马路（外行）、民主路、胜利南街（内行）、中华路（内行）、民族南街，至沈阳站终点。

2015年，152路取消王宝石寨村支线。

2017年5月1日起，152路末车时间实行夏季和冬季两种时间。夏季期间（5月1日至10月31日）沈阳理工大学末车时间为20:00，沈阳站末车时间为21:00；冬季期间（11月1日至次年4月30日）沈阳理工大学末车时间为19:30，沈阳站末车时间为20:30（实际情况：152路沈阳理工大学末车时间不分冬夏为20:00）。

2018年1月10日，152路更换新车。车型由宇通ZK6120HNG3型更换为中通LCK6125HGN型天然气动力空调新车，配车28台。更换新空调车后，按照物价部门批准的新能源公交线路票价执行，票价由投币1元/人次上涨为2元/人次，普通卡刷卡1.8元/人次，学生卡刷卡0.8元/人次，关爱卡（60-69周岁老人）刷卡1元/人次，月票卡、夕阳红卡、爱心卡刷卡均有效（月票卡刷卡扣1次）。

使用时间：2001年至2007年1月

使用车型：MD6750C1（华龙中巴车）

使用时间：2007年1月至2007年4月

使用车型：CA6105SQ1（一汽客车·非空调款）

使用时间：2007年4月至2014年12月

使用车型：CA6107SQ7（一汽客车·非空调款）

使用时间：2013年12月至2014年12月

使用车型：DD6118S13（黄海客车·非空调款）

使用时间：2014年12月至2018年1月

使用车型：ZK6120HNG3（宇通客车·非空调款）

使用时间：2018年1月至2021年7月

使用车型：LCK6125HGN（中通客车·空调款）