Находится в Засамарской слободке. До 1931 года — Пристанская улица реки Самарки. Была переименована в честь поселка Халилово, входившего в конце 1920-х годов в состав Средневолжского края, центром которого была Самара. Известность этот населенный пункт получил благодаря открытому там в 1929 году месторождению бурых железняков.
До постройки первого автомобильного моста через реку Самару улица Халиловская вела к понтонному мосту, который соединял Куйбышевский район с историческим центром города.
Главная достопримечательность улицы Халиловской – паровая мельница «Товарищества паровой, мукомольной и крупчатой мельницы и заводов в Самаре», построенная в 1879 году. Учредителями Товарищества были именитые самарские купцы: Петр Субботин, Антон и Матвей Шихобаловы, а также Георгий Курлин.
В советское время рядом с паровой мельницей был сооружен девятиэтажный элеватор. В тот период предприятие именовалось мельзаводом № 2. Свой зерноперерабатывающий профиль оно сохраняет и по сей день.
Жилая застройка улицы Халиловской представлена дюжиной частных домов. Некоторые из них построены в дореволюционный период, но большая часть – в 1930-х годах.
