Da vejen blev anlagt omkring 1850, hed den Lykkesholmsvej, men blev i 1890 til allé i stedet for. Efter 1860 blev den forlænget fra Niels Ebbesensvej mod nord.
Navnet er hentet fra et landsted, som lå her.
Lykkesholms Allé 16 er en usædvanlig ejendom, som blev opført allerede i 1852 til en grosserer. Det sjove havehus med sit eget tårn, er tilføjet i 1907.
På udsnittet af et kort fra 1850’erne, kan man se den spredte villabebyggelse, der så småt er kommet.
Enkelte af villaerne eksisterer endnu, f.eks. Krogerup, der ligger på Lykkesholms Alle 7 (billedet herunder).
På Lykkesholms Allé 3 ligger siden 1936 den private Kaptajn Johnsens Skole, der blev oprettet i 1899 (billedet herunder).
På Lykkesholms Allé 22 ligger én af de tidlige etageejendomme på Frederiksberg. Den blev opført i 1872 og var tegnet af arkitekten H. C. H. Wolff.