Vejen er en fortsættelse af Godthåbsvej på Frederiksberg, som har sit navn efter landstedet Godthåb.
Tidligere har man brugt navnene Grøndalsvejen eller Islevvejen.
Grøndalsåen danner grænsen mellem Frederiksberg og Vanløse. Her ligger Grøndal Station, der blev opført i 1934 på S-banen mellem Frederiksberg Station og Hellerup Station. Stationen hed fra starten Godthåbsvej Station. Grøndal var en gård, der lå hvor Grøndalsvej løber ud i Godthåbsvej.
Ved krydset med >Sallingvej og Hulgårdsvej opførtes omkring 1936 en beboelsesejendom i fire etager i “funkis”-stil. Arkitekten var Frits Schlegel (195-1965). Bygningen fik på grund af sit udseende kaldenavnet “Færgen”.
Ved siden af lå fra 1935 Grøndal Bio. Biografen lukkede i 1982 og bygningen blev revet ned.
Mellem Sallingvej og Rødkildevej ligger på vejens østlige side tre karréer, der blev opført i 1923. Arkitekterne var de samme som i rækkehusbebyggelsen Bakkehusene, nemlig Ivar Bentsen (1876-1943) og Thorkild Henningsen (1884-1931). De tre blokkes varierende højde skyldes den ret stejle stigning , som vejen har, så husene tilpasser sig hældningen. Reliefferne over indgangsdørene er udført af Svend Rathsack.
På det sidste stykke op mod Bellahøjvej stiger vejen ret stejlt, så da man skulle føre sporvognslinje ud til Vanløse, måtte den lægges ad den mindre stejle Primulavej.
På hjørnet af Primulavej blev der i 1932 opført en benzinstation med et karakteristisk, afrundet tag. Arkitekten var Gerhard Rønne, og bygningen kan have inspireret Arne Jacobsen til sin berømte tankstation på Kystvejen i Skovshoved.