Многие считают, что Бармалеева улица названа в честь сказочного разбойника Бармалея, опубликованного впервые в 1925 году. Это не так.
Старинная магистраль проложена на территории слободы Санкт-Петербургского гарнизонного полка в 1730-х годов. Располагалась у церкви святого Апостола Матфия и носило название Передней Матвеевской.
С 1804 по 1817 год улица имела второе название — шестнадцатая улица.
Во второй половине XVIII века переименована в Бармалееву. Здесь жил прапорщик полиции Бармалеев Андрей Иванович со своей семьей. Дом перешёл по наследству сыну.
В начале 20-х годов прошлого столетия по улице гуляли известный детский писатель Чуковский и художник Добужинский. Мстислав Валерьянович Добужинский так был впечатлён названием улицы. Полёт фантазии помог создать образ одновременно свирепого и смешного разбойника, Бармалея. Позже Корней Иванович описал образ Бармалея литературным языком в своих книгах.
Сам Чуковский предположил, что название произошло от искажённой фамилии переселенца из Англии Бромлея, но это догадка так и не нашла исторического подтверждения.
15 декабря 1952 года улица была переименована в Сумскую, но уже 4 января 1954 года ей было возвращено название — Бармалеева улица.
Ближайшая станция метро — «Петроградская», движение по улице одностороннее, направлено от Левашовского проспекта к Большой Пушкарской улице.