Siden 1600-tallet har der været en vejforbindelse fra Nørreport til vejkrydset ved Vibenshus Runddel.
I begyndelsen har der nok snarest være tale om en markvej, men fra midten af 1700-tallet anlægges den som allé med vejtræer. Det siges at træerne blev flyttet hertil fra Kongens Nytorv. Vejnavnet kendes fra 1810.
Nørre Allé var desuden forbindelsesvej til de offentlige fælleder, altså åben græsarealer, der lå udenfor København. Kortet herunder er fra 1777.
Alléen deler fællederne op i Nørre Fælled og >Blegdamsfælleden.
Som én af de første bygninger på alléen, blev der i 1857 opført en skole på Nørre Allé 7 lige overfor Sankt Johannes Kirke. Skolen hed i de første år Skolen på Blegdammen og var tegnet af arkitekten J. A. Stillmann (1822-1875). Den var en betalingsskole – i modsætning til skolen i Sankt Hans Gade, hvor der ikke blev opkrævet skolepenge.
Efter en udbygning skiftede skolen navn til Nørre Allés Skole. Den er i dag ikke længere folkeskole, men rummer Verdenskulturcenteret.
På Nørre Allé 6 ligger en bygning, der blev opført i 1917 som bolig for sygeplejersker ved Blegdams Hospital (billedet herover). I nyere tid har den være benyttet af Universitetet, og blev i 2012 ombygget til studieboliger under navnet Collegium Juris.
Ved Nørre Allé ligger indgangen til De Gamles By.
I tilslutning til hovedbygningen blev der i 2011 opført en bygning (herunder) for Københavns Kommunes Center for Kræft og Sundhed, som blev tegnet af Nord Achitects.
Københavns Universitet bygninger er en væsentlig del af bebyggelsen langs Nørre Allé.
Det gælder til dels Panuminstituttet (se artiklen om Blegdamsvej), og dels de mange dele af universitetet på Nørre Campus (se nærmere i artiklen om Universitetsparken).
Bag ved Panuminstituttet ligger Tandlægeskolen, der er en afdeling af universitetet. Ved indgangen står Bjørn Nørgaards skulptur “Mismatch repair” (herover), som illustrerer en DNA-streng. Værket er opstillet i 2018.
Ud mod Nørre Allé står tre skulpturer udført af billedhuggeren Claus Carstensen. Én af dem har titlen “Tisseren” (herover).
I tilknytning til universitetet ligger Egmont H. Petersens kollegium. Kollegiet blev skænket af Egmont H. Petersens fond til minde om kongelig hofbogtrykker Egmont Harald Petersen og hustru.
Bygningen er tegnet af arkitekten Kaj Gottlob (1887-1976) og opført fra 1950 til 1959. Kollegiet har næsten 500 værelser. I de første år blev kollegiet brugt som hotel om sommeren, hvor de studerende var på ferie.
Ved indgangen sidder en tavle med et bronzerelief af giveren.
Foran kollegiet er en skulpturgruppe, der bl.a. illustrerer livet som studerende, hvor både en bog men også en ølkasse spiller en vigtig rolle. De tre skulpturer er udformet af billedhuggeren Poul Isbak.
