Gaden er opkaldt efter juristen og embedsmanden Christian Colbiørnsen (1749-1814).
Han var en af hovedmændene bag processen for at give bønderne bedre vilkår i slutningen af 1700-tallet.
Bondefrigørelsen har fået sit mindesmærke i Frihedsstøtten, der står på Vesterbrogade. Den gennemførtes sammen med politikeren Christian Ditlev Reventlow og udenrigsminister A. P. Bernstorff, som har fået gaderne Reventlovsgade og Bernstorffsgade opkaldt efter sig i kvarteret.
Colbjørnsensgade er anlagt som gade i slutningen af 1880’erne og bebygget i 1890’erne. Kortet herover er fra omkring 1880, da kvarteret blev planlagt. Lige til venstre for Tømmerpladsvej er Colbjørnsensgade projekteret. Den næste vej længere til venstre er Helgolandsgade.
Colbjørnsensgade mellem Vesterbrogade og Istedgade har igennem mange år været domineret af hoteller.
Det skyldes formentlig, at Københavns Hovedbanegård har ligget tæt ved, og at mange rejsende har haft brug for et logi i København, når de ankom med toget.
Mellem Colbjørnsensgade og Kvægtorvsgade går den ganske korte Lille Colbjørnsensgade.
