Vejen er opkaldt efter regimentskvartermester Georg Julius Vodroff (1640-1724). Han opførte i slutningen af 1600-tallet en klædemølle, der fik navnet Vodroffsgård.
Vodroff fik lov til at benytte vandet i Rosenåen, der løb forbi hans grund, til at vaske klædet, så åen blev reguleret og der blev anlagt sluser m.m. Omkring Vodroffsgård blev anlagt damme, som blev en del af den tilhørende park.
I 1700-tallet blev der produceret sejldug til flåden og i forbindelse med gården lå en mølle.
Vodroffsgård fik efter 1868 navnet Vodroffslund, og lå omtrent hvor vejen af samme navn ligger i dag mellem Danasvej og Niels Ebbesensvej. Her var restaurant, indtil bygningerne blev revet ned i 1906.
Før Vodroffsvej blev bebygget med villaer i 1860’erne, kaldtes den Vodroffsgaards Allégade. Tidligere lå her gårde og større villaer.
Foruden Vodroffsgård, lå længst mod syd Lille Vodroffsgård og landstedet Forhaabningsholm, der har givet navn til Forhåbningsholms Allé. I vejens nordlige ende lå landstedet Mosendal.
Vodroffsvej følger forløbet af Rosenåen, som var en afvandingskanal for voldgravene omkring Københavns Ladegård. Åen gik mod syd, hvor Viktoriagade er i dag, og mundede ud i Kalveboderne.
På kortet herover fra omkring 1840, kan man se hvordan åen løber fra ladegården og forbi de enkelte ejendomme, der lå i området. Vejen der går på tværs forneden på kortet er Gammel Kongevej.
Vodroffsvej fik i 1900-tallet en blandet bebyggelse af industri, villaer, etageejendomme og nyere lejlighedskomplekser.
Herover ses Voroffsvej 26, en fabriksbygning fra 1920’erne, som i dag er indrettet til beboelse. På dette sted lå tidligere Froken Schneiders Børnehjem.
Mellem vejen og Sankt Jørgens Sø skød et villakvarter op i midten af 1800-tallet. En del af villaerne er i dag bevaret, især på de blinde sideveje ned mod søen,
Arealet blev udstykket fra Vodroffgård, hvis ejer havde en svigersøn, Peter Gotfred Ramm, der har givet navn til P. G. Ramms Allé.
Ramm dyrkede den skandinaviske tanke og derfor fik villavejene navne efter de skandinaviske lande Sveasvej, Norsvej, Danasvej. To veje fik navn efter de to dronninger, der havde præget Kalmarunionen: Margrethevej og Fillipavej, Margrethe måtte dog afgive sit vejnavn som blev til Suomivej, da man i 1918 mente at også Finland skulle høre med til Skandinavien. Endelig faldt den nordligste vej, Martinsvej udenfor, da den er opkaldt efter Martin Luther.
Omkring 1860 blev de første villaer ved vejen opført. Vodroffsvej 8 (billedet herover) blev tegnet af arkitekt Jacob Wilhelm Frohne (1832-1909), der også tegnede nabohuset Vodroffsvej 10.
I haven til villaen Vodroffsvej 10 ligger en atelierbygning (herover), der blev opført i 1882 til maleren Lauritz Tuxen, som boede her. Den fredede bygning er tegnet af arkitekten Johan Schrøder (1936-1914).
På hjørnet af Niels Ebbesensvej lå tidligere en mølle, der i midten af 1800-tallet blev købt af fabrikanten Troels Marstrand. Møllen brændte, men Marstrand opførte på stedet et bryggeri.
Det blev et ret omfattende kompleks af industribygninger (billedet herover), der bl.a. var tegnet af arkitekten Henning Wolff (1828-1880).
Bryggeriet blev efter Marstrands død videreført som Kroneøl-Bryggeriet og senere overtaget af Kongens Bryghus. Bygningerne blev nedrevet i 1970’erne.
På Vodroffsvej 51 (hjørnet af Sankt Markus Allé), ligger N. H. Rasmussens Gymnstikhus. Det er tegnet af arkitekten P. V. Jensen-Klint (1853-1930) og opført i 1898.
Rasmussen kom fra Fyn og havde rødder i højskolebevægelsens gymanstikundervisning. Hans datter, Helle Gotved, videreførte gymnstikinstituttet efter ham.
Hun fik i 2021 opkaldt Helle Gotveds Plads efter sig.
Både indvendigt og udvendigt er gymnastikhuset udsmykket af Niels Larsen Stevns. Over indgangen står sentensen: “Ret ryggen og tal sandhed”.
På hjørnerne af Fillipavej ligger de to bygninger, som tidligere rummede Sankt Jørgens Gymnasium. På billedet herover ses den oprindelige skolebygning, der blev opført omkring 1896 som forberedelsesskole (Henrik Madsens Skole), der i 1904 blev til gymnasium. På det modsatte hjørne ligger dets nyere bygning fra 1927.
På hjørnet af Gammel Kongevej blev i 1929 bygget en beboelsesejendom på den spidse grund mellem Vodroffsvej og Sankt Jørgens Sø. Huset er tegnet i datidens funktionalistiske stil af arkitekterne Kay Fisker (1893-1965) og C. F. Møller (1898-1988).
I folkemunde blev det døbt “cigarkassehuset”, for man var dengang endnu ikke vant til en bygning, der brød med de mange klassiske Frederiksberg-ejendommes udseende.