Початкова частина вулиці (між вулицями Джеймса Мейса та Соціалістичною) виникла на межі XX століття. Назву "вулиця Культури" отримала 1931 року. Решта частина вулиці прокладена і забудована вже у 1950-х роках. Сучасна назва на честь учасника визволення Києва, Героя Радянського Союзу, генерал-лейтенанта Саркіса Мартиросяна — з 1984 року.