Den første del af vejen blev anlagt i Søborgmagle-kvarteret omkring 1917. Her fik den navn efter gården Grønnemosegård.
I Emdrup anlagdes vejen formentlig omkring 1920 og fik først navnet Blåstjernevej. I 1924 skiftede den navn til Andemosevej og fra 1942 fik den sit nuværende navn, da den blev ført over Utterslev Mose og sat i forbindelse med den oprindelige del af Grønnemose Allé.
I 1943 opførte Foreningen Socialt Boligbyggeri en rækkehusbebyggelse på Grønnemose Allé tæt på Utterslev Mose. Husene var tegnet af arkitekten Viggo Møller-Jensen (1907-2003).
De 21 boliger fik navnet Atelierhusene, fordi de alle havde et lille atelier eller værksted i tilknytning til boligen.
Husene var forbeholdt udøvende kunstnere, og mange af dem finansierede købet af huset ved at sælge deres værker.
Billedhuggerne Knud Søndergaard og Johan Galster var sammen med arkitekten initiativtagere til bebyggelsen. Havearkitekten C. Th. Sørensen udformede arealet, der ligger omkring en lille sø. Søen har fået navnet Viggo Sø til minde om Viggo Møller-Jensen
Bebyggelsen blev fredet i 1993.