Vejen har sit navn efter Frederiksdal Slot.
Hvor Frederiksdalvej krydser Mølleåen lå indtil i 1600-tallet slottet Hjortholm. Efter det var blevet ødelagt i Grevens Fejde i 1535, opstod der ved Frederiksdal et industrisamfund.
Her blev der bl.a. produceret kobbervarer og papir. Fra 1845 ophørte industriproduktionen og tilbage var kun en vandmølle, der malede korn.
Ved broen over Mølleåen ligger et sluseanlæg, der fra slutningen af 1880’erne fik et militært formål.
Det skulle opstemme vandet fra Furesøen, og som en del af Københavns Befæstning i krigstilfælde lede det ud over landområderne omkring Klampenborg. Dermed ville man forhindre fjenden i at indtage København ad denne vej.
Mølleåen blev mellem Furesøen og Lyngby Sø rettet ud og gjort til en bred kanal, så vandet kunne passere uhindret, hvis det skulle bruges til forsvarsformål.
Siden 1600-tallet var Frederiksdal et populært udflugtsmål for københavnere. De besøgte bl.a. Frederiksdal Kro, der lå hvor det nuværende Hotel Frederiksdal er i dag. Ole Rawerts akvarel herunder viser stedet, som det så i 1823.
Kroen lå, hvor Hotel Frederiksdal, ligger i dag. Hotellet er opført i 1968 efter kroen var brændt i 1964.
Tidligere lå gæstgiveriet på sydsiden af åen, hvor caféen “Den Gamle Have” nu ligger.
Den sidste rest af krodriften på Frederiksdal, er kroens rejsestald, hvor de vejfarende kunne “parkere” hestene, mens de var på kroen (billedet herunder).
I 1943 blev Frederiksdal Fribad anlagt ved Furesøen som en offentlig badeanstalt.