До 1938 года — 2-я улица Мечникова. Была переименована в честь Нобелевского лауреата, ученого-физиолога Ивана Петровича Павлова.
Местность, по которой проходит улица Академика Павлова, в раннесоветский период именовалась «Сад-Город». Она ограничивалась оврагом Подпольщиков, Московским шоссе, улицами Гастелло и Ново-Садовой. Застройка этой территории началась в 1928 году и шла от Оврага Подпольщиков в сторону Поляны Фрунзе. В 1937 году здесь появилась первая достопримечательность – школа №20 (Академика Павлова, 85).
В 1971 году близ перекрестка нынешних улиц Академика Павлова и Академика Платонова началось строительство здания Куйбышевского государственного университета. Три учебных корпуса (физический, механико-математический и химико-биологический) были полностью достроены в 1977 году. В 1980-м к ним добавился лекционный корпус.
Адрес Академика Павлова, 1а имеет университетская столовая, в которой в 1979 году был открыт известный среди куйбышевских студентов клуб “Гаудеамус”.
В 2000-х годах были построены корпуса СамГУ с адресами Академика Павлова, 1г (его занимает Юридический институт) и Академика Павлова, 1д. Из внеучебных университетских зданий стоит отметить храм во имя Святой Великомученицы Татианы (Академика Павлова, 1б).
