До революции 1917 года улица носила название 1-я Ключевская. Всего Ключевских улиц было девять, все они заканчивались у торфяного болота, близ которого, возможно, находились ключи, используемые местными жителями. В 1921 году улица получила название Малышева в честь уральского большевика, одного из организаторов Красной гвардии на Урале. После включения Верх-Исетского посёлка в состав города (1927) в Свердловске одновременно стало существовать две улицы с названием Малышева, в связи с чем верх-исетская улица Малышева была в 1930-е годы переименована в улицу Орджоникидзе. В 1961 году улица получила своё современное название в честь русского учёного-историка, государственного деятеля и основателя Екатеринбурга Василия Никитича Татищева, а прежнее название улицы перешло к проспекту Орджоникидзе на Уралмаше.
Действующих станций метро поблизости нет. На пересечения улиц Татищева-Токарей планировалось открыть станцию 2-й линии Екатеринбургского метрополитена «Татищевскую», а приблизительно в 600 метрах к югу от пересечения с улицей Викулова — станцию «Металлургическую». Однако из-за отсутствия финансирования строительство отложено на неопределённый срок.
