Vejen har fået navn efter professor Peter Georg Bang (1797-1861). Han var statsminister i en periode i 1850’erne og boede om sommeren på Frederiksberg.
Peter Bangs Vej fik sit navn i 1868, men eksisterede længe før som en udfaldsvej.
Ved Peter Bangs Vej ligger Diakonissestiftelsen. I tilknytning til stiftelsen blev der opført flere institutioner på nordsiden af vejen.
Hjørnet af Orla Lehmanns Vej ligger sygehjemmet Sarepta (herover), som åbnede i 1886. Bygningen er tegnet af arkitekten Carl Lendorf (1839-1918).
Hjemmet er opkaldt efter den bibelske by Sarepta, der ligger i Libanon. Bygningen er i dag omdannet til ejerlejligheder.
På Peter Bangs Vej 10 ligger børnehjemmet Teba. Hjemmet, der også er opkaldt efter en bibelsk lokalitet, var beregnet for små børn og eksisterede frem til 2002. Bygningen er ligesom Sarepta tegnet af Carl Lendorf.
Ved siden af Teba ligger Marthabo (herunder), som også blev tegnet af Carl Lendorf. Marthabo var oprindeligt en institution for børn i tilknytning til Diakonisestiftelsen, men blev senere bl.a. brug til uddannelse af kvindelige socialrådgivere, som det første sted i Danmark. Fra 1971 var der børnehave i huset, som senere har fået en tilbygning mod øst.
På Peter Bangs Vej 30 lå A/S Fisker & Nielsen, Peter Bangs Vej 30, der producerede støvsugere af mærket “Nilfisk” (efter bogstaver i ejernes navne) og motorcyklen Nimbus. Fabrikken startede på Vesterbro i 1906, og flyttede hertil i 1912.
I 1995 flyttede produktionen fra Frederiksberg til Brøndby. Fabrikkens bygninger ud mod Peter Bangs Vej (herunder) er dog bevaret. Fabriksområdet er i dag bebygget med nye boliger, og har fået navnet Nimbusparken.
Den ydre del af Peter Bangs Vej er bebygget med karréer fra 1920’erne og 1930’erne.
Bebyggelsen Thorsgaard (herunder) tæt ved Peter Bangs Vej station er opført i 1940 med Hans Dahlerup Bertelsen og Sigurd Tanggaard som arkitekter.
Peter Bangs Vej Station (herunder) blev anlagt i 1941, da S-banen mellem Valby og Vanløse åbnede. Stationen er tegnet af Statsbanernes arkitekt, Knud Tanggård Seest (1879-1872).
I den vestligste del Peter Bangs Vej ved grænsen til Københavns Kommune ligger K.B. Hallen, som har givet navn til S-togsstationen KB Hallen.