Vejen har navn efter landstedet Store Tuborg, der lå ved krydset mellem Tuborgvej og Strandvejen.
Stedet havde sin oprindelse i en kro, hvis ejer i slutningen af 1600-tallet hed Johannes Nielsen Thue, og efter ham fik kroen navnet “Tueborg”.
Det var et populært sted, ikke mindst fordi man troede en nærliggende kilde havde helbredende virkning.
Landstedet gav navn til Tuborgs Bryggerier, der lå på østsiden af Strandvejen.
I 1700-tallet blev der mod syd opført en udvidelse af ejendommen, der fik navnet Lille Tuborg og derefter blev den oprindelige bygning kaldt for Store Tuborg.
På Store Tuborg opholdt digteren N. F. S. Grundtvig sig i sine sidste leveår, inden han døde i 1872. Da han fyldte 85, mødte mere end 1.000 mennesker op i Store Tuborgs have for at fejre ham.
I 1915 blev Store Tuborg omdannet til plejehjem af organisationen Ensomme Gamles Værn. Den oprindelige hovedbygning blev revet ned i 1966, mens nyere opførte bygninger stadig eksisterer, selv om de er omdannet til almindelige lejligheder.
Lille Tuborg forsvandt også, men lever dog videre i navnet på et plejehjem, der ligger på Strandvejen lige syd for Tuborgvej.
Mellem Strandvejen og Ryvangs Allé opførte Tuborgs Bryggerier midt i 1870’erne seks bygninger, der blev indrettet med hver tre lejligheder for virksomhedens arbejdere. Arbejderboligerne var tegnet af arkitekten Charles Abrahams (1838-1893).
Målet med at tilbyde de ansatte på bryggeriet boliger, var at fastholde dem i deres arbejde. Fabrikken lå så langt uden for byen, at det var besværligt for medarbejderne at komme frem og tilbage.
I 1977 blev boligerne revet ned.
På hjørnet af Lundevangsvej (Tuborgvej 27) ligger en højtplaceret villa, der blev tegnet i 1925 af arkitekten Albert Oppenheim (1979-1956).