Alléen har navn efter Lersøen, der lå mellem Nørrebrogade og Lyngbyvej.
I 1910 blev der anlagt en bred gade, der gik fra Jagtvej mod nordvest til Rovsingsgade. Den kom i første omgang til blot at hedde Parkalléen og senere Klædebo Parkallé. Den blev først senere navngivet Lersø Parkallé.
Udenfor jernbanen blev Lersø Parkallé anlagt i 1930’erne.
De to dele af alléen blev sluttet sammen, da der blev bygget en tunnel under jernbanen ved Rovsinggade.
Ved Lersø Parkallé udlagde Københavns Kommune i slutningen af 1940’erne et industriområde, der var beregnet til bl.a. konfektionsvirksomheder fra Indre by, der havde behov for mere plads men alligevel en central beliggenhed. Det var et af de første eksempler i Danmark på et planlagt udflytningskvarter for industrien.
Kvarteret fik navnet Konfektionsbyen bestod fra starten af seks virksomheder, der i alt havde omkring 1.200 medarbejdere. Karakteristik for konfektionsbyen er, at alle bygningerne er opført i røde mursten.
Blandt virksomhederne i Konfektionsbyen var Brdr. Andersen (Lersø Parkallé 101), der var grundlagt omkring 1850 i Grønnegade. Fabrikken blev opført i 1952 og var tegnet af ingeniørfirmaet Kampsax’ arkitekter. Den har senere været brugt af Danmark Pædagogiske Bibliotek.
Andre virksomheder var A/S Seidelin og A/S Lastic.
Lastics produktionslokaler på Lersø Parkallé 110 blev tegnet af arkitekterne B. Helweg-Møller og Børge Rammeskov og blev senere præmieret af Københavns Kommune.
Lersø Parkallé 103 blev opført omkring 1960 af arkitekt Erhardt Wemmelund for Dansk Tipstjeneste, som var grundlagt i 1948 i Kronprinsessegade. I 1988 flyttede tipstjeneste til nye lokaler i Brøndbyøster.
I dag rummer en del af Konfektionsbyen af forskerbyen Symbion. Navnet er konstrueret af betegnelsen symbiose, der betyder er samspil mellem forskellige faktorer.
Ved Lersø Parkallé ligger Emdrup Skole. Den blev bygget i årene 1939-1942 efter tegninger af kommunens arkitekt Poul Holsøe og arkitekt C. F. Lund. Skolen har en stor aula, der strækker sig over tre etager.
Som noget særligt fik skolen fra starten en selvstændig afdeling til de mindste børn. Skolen hedder i dag Lundehusskolen.