Бармалеева улица проходит в Петроградском районе Санкт-Петербурга от Большой Пушкарской улицы до Чкаловского и Левашовского проспектов. Улица была проложена в 1730-х годах на территории слободы Санкт-Петербургского гарнизонного полка.
Улица названа Бармалеевой во второй половине XVIII века по фамилии домовладельца. Впервые на картах Санкт-Петербурга такое название зафиксировано в 1798 году и имеет в составе названия форму краткого притяжательного прилагательного женского рода.
До этого она иногда именовалась Передней Матвеевской по находившейся неподалёку церкви св. Апостола Матфия. По одной версии, купец Бармалеев держал здесь склады ещё в начале царствования Екатерины Великой.
По другой, улица названа в конце XVIII века по фамилии майора или подполковника Степана Бармалеева. Но обе версии не исключают друг друга. По данным историка Петербурга Ларисы Бройтман, прапорщик полиции Андрей Иванович Бармалеев жил здесь с супругой Агриппиной Ивановной и детьми в середине XVIII века, затем домом владел его сын, вахмистр Тихон Бармалеев.
То, что Бармалеевы жили на Городском острове в первой половине XIX века, зафиксировано в адресных книгах того времени. По альтернативной, часто упоминаемой версии, название произошло от искажённой фамилии переселенца из Англии Бромлея, но это — "народная этимология", которая не находит подтверждения в исторических документах, а является плодом догадки К. И. Чуковского.
С 1804 по 1817 год улица имела второе название — 16-я улица. 15 декабря 1952 года улица была переименована в Сумскую, но уже 4 января 1954 года ей было возвращено историческое название — Бармалеева улица.
Название улицы послужило основой для создания художником М. В. Добужинским образа страшного разбойника Бармалея, ставшего героем одноимённой сказки К. И. Чуковского, а также некоторых вариантов его сказки "Айболит", и позже — фильма "Айболит-66".