Первоначальное название этой улицы – Компанейская. Оно появилось в 1799 году на участке между современными улицами Комсомола и Комиссара Смирнова и дано по находившимся поблизости дворам «Компании пивоваренных заводов»
Это название улицы просуществовало до 1846 года. Однако в 1822 году появилось параллельное название – Морская улица, по Морскому госпиталю, летние отделения которого находились на этой улице (ныне это дом № 6).
7 марта 1858 года ей присвоили новое наименование – Нижегородская, по Нижнему Новгороду. Этим постановлением ряд улиц в Выборгской части города был наименован по городам Среднего и Нижнего Поволжья (сейчас существуют Астраханская и Саратовская улицы).
Через четыре года Нижегородскую улицу продлили до Невы, а в 1873-м – в другую сторону, до новой железной дороги.
11 марта 1893 года проезд продлили ещё дальше, через железную дорогу до Арсенальной улицы, но в 1920-е годы этот участок вошёл в территорию товарной станции. Сохранившаяся восточная его часть ныне относится к Минеральной улице.
21 октября 1949 года Нижегородскую улицу переименовали в улицу Лебедева, в честь академика Сергея Васильевича Лебедева (1874–1934), русского химика, создателя метода промышленного получения синтетического каучука.
В 1949-м отмечалось 75-летие академика, который жил здесь с 1917-го до самой смерти, сначала в доме № 6, а затем в доме № 10г. Именно с этой улицы, из Военно-медицинской академии, поздним вечером 29 декабря 1927 года, вышел и сел в трамвай, следовавший к Московскому вокзалу, сотрудник лаборатории Лебедева Валентин Краузе, которому было поручено отвезти в Москву первый образец полученного синтетическим способом каучука.
Созданная в СССР промышленность синтетического каучука была первой в мире, что имело грандиозное значение в развитии отечественного производства, в том числе и военно-промышленного потенциала. Производство синтетического каучука позволило отечественной промышленности перестать быть зависимой от импорта дорогостоящего каучука.
На улице Академика Лебедева – такая форма названия установилась в середине 1950-х годов – установлены три мемориальные доски учёному: на здании Военно-Медицинской академии и домах, в которых жил Сергей Васильевич.
