Vejen er opkaldt efter billedkunstneren og skuespilleren Robert Storm Petersen (1882-1949).
Han boede i mange år på Asgårdsvej på Frederiksberg og optrådte på teateret Riddersalen lige ved siden af Storm Petersens Vej.
Storm Petersen har ved Frederiksberg Runddel fået sit eget museum.
Storm Petersens Vej blev gennemført omkring 1964 mellem Frederiksberg Bredegade og Frederik den VI’s Allé.