Улица названа так по находившемуся в этой местности селу Останкину, первое достоверное упоминание о котором встречается в письменных источниках XVI столетия – в межевой книге села Ростокина 1558 года, было записано о размере подушной подати останкинских крестьян. Затем село упоминается в 1572 году уже в духовной Ивана Грозного, в которой он завещает его царице Анне Колтовской, своей четвертой жене, которая пробыла царицей всего несколько месяцев.
В 1743 году Останкино перешло во владение Шереметевых. Единственная наследница Черкесских, Варвара Алексеевна вышла замуж за графа Петра Борисовича Шереметева, сына петровского фельдмаршала и одного из богатейших людей своего времени. Этим было положено начало самому крупному состоянию в России - баснословному богатству Шереметевых, нисколько с годами не уменьшившемуся, так как в их роду наследников всегда было немного и имение не дробилось. В роду Шереметевых Останкино осталось вплоть до 1917 года.
Правда Петр Борисович жил и украшал в основном Кусково, а Останкину не уделял большого внимания, здесь в оранжереях выращивались экзотические фрукты для графского стола и доставлялись в Петербург. Только его сын Николай Петрович Шереметев сделал из этого подмосковного села великолепную подмосковную усадьбу. В отличие от отца и деда, его не увлекала ни военная, ни гражданская служба. Свободное время он посвящал музыке, театру, изобразительному искусству. Увлеченный театром, он решает построить у себя специально оборудованный дворец–театр. При этом предпочитает Останкино, а не роскошное Кусково, украшенное и благоустроенное его отцом. К строительству дворца на разных стадиях было привлечено много русских и иностранных зодчих – Аргунов, Казаков, Назаров, Старов, Кваренги, Кампорези и другие.
Окончательно Останкинский театр был открыт в июле 1795 года, тогда здесь был дан спектакль «Зелмира и Смелон, или Взятие Измаила», посвященный известной победе А.В. Суворова. Здесь играла знаменитая актриса Прасковья Ивановна Жемчугова (впоследствии графиня Шереметева). В апреле 1797 году в Москве происходила коронация Павла I, и Николай Петрович, который дружил с ним с детства, решил подготовить сюрприз новому императору. По преданию, когда государь подъезжал к густой роще, окружавшей усадьбу, вдруг деревья упали разом, и перед ним открылась великолепная картина Останкина. Оказывается, у каждого заранее подпиленного дерева стоял человек и по данному сигналу сваливал его. Рассказывают, что Павел I чрезвычайно удивился этой поистине театральной смене декораций.
Но спектакли и представления в Останкино продолжались недолго. П.Н. Шереметев переехал в Петербург и перевел туда лучших актеров и музыкантов. Занятый в Петербурге, он стал уделять все меньше и меньше внимания своей подмосковной усадьбе. В 1801 году Николай Петрович Шереметев, оформил свой брак с Прасковьей Ковалевой (Жемчуговой), крепостной актрисой из своего театра. Она получила вольную всего за три года до свадьбы. Тем не менее, союз с ней удалось оформить лишь найдя польского шляхтича Ковалевского, якобы отца Прасковьи. Венчание происходило в Москве. В 1803 году у супругов родился сын Дмитрий, ставший законным наследником графа, а вскоре после его рождения Прасковья Ивановна умерла.
Останкино переходит по наследству Дмитрию Николаевичу, но при новом владельце усадьба окончательно теряет свой блеск. В 1913 году он передал парк в аренду Франко-Бельгийской компании на 99 лет, а в 1917 году навсегда покинул Россию. В конце XIX века Останкино вошло в черту Москвы. Земли усадьбы начали застраиваться дачами, в Останкинском парке устраивались многолюдные праздничные гулянья. В 1918 году Останкинский дворец стал Государственным музеем творчества крепостных, к нему отошла прилегающая часть парка. Большая же его часть была отведена под культурно-спортивный комплекс, Всесоюзную сельскохозяйственную выставку (позже ВДНХ), Главный ботанический сад Академии наук. Район: Северо-Восточный, Останкинский. Близлежащие метро: ВДНХ.