С конца XVI века на месте будущей улицы проходил вал Земляного города.
Эта граница Москвы была занята лугами, где паслись царские лошади. Именно отсюда татары делали набеги на Москву.
В XVII – XVIII столетиях в этой местности располагался Крымский двор, где находилось посольство Крымского ханства. И эта часть Земляного вала стала называться Крымский Вал.
В районе Крымского вала находились скотобойни и Крымские бани.
Вплоть до конца XIX века в этой местности почти не было застройки из-за того, что во время половодья все заливалось водой.
Здесь располагались городские свалки.
С конца XVIII века существовал деревянный мост через Москву-реку.
А москвичи называли улицу «Крымский брод» вместо «Крымский вал».
- Писатель М. Н. Загоскин так описывал эту улицу:
Неопрятный рынок с запачканными лавками, а там Крымский Брод с своими грязными огородами и безобразным деревянным мостом.
В 1873 году на его месте был построен металлический Крымский мост, который в 1938 году был заменен новым, существующим по сей день.
В 1923 году открылась Всероссийская сельскохозяйственная и кустарно-промышленная выставка, на месте которой в 1928 году был создан Центральный парк Культуры и Отдыха.
В 1932 году парку присвоили имя А.М. Горького.
В 1950-х годах были построены новая ограда парка и главный вход, выходящий на улицу Крымский Вал.
На противоположной от парка стороне улицы в 1970-х годах было возведено здание, в котором разместились экспозиции Третьяковской галереи, а также Центральный дом художника с выставочными залами.
Здесь же расположен Парк Искусств, где выставлены скульптуры, в том числе некоторые памятники, убранные с улиц Москвы в начале 1990-х годов.
Вся существующая вдоль улицы застройка относится к советскому времени.