Siden 1600-tallet har der været en vejforbindelse fra Nørreport til vejkrydset ved Vibenshus Runddel.
I begyndelsen har der nok snarest være tale om en markvej, men fra midten af 1700-tallet anlægges den som allé med vejtræer. Det siges at træerne blev flyttet hertil fra Kongens Nytorv. Vejnavnet kendes fra 1810.
Nørre Allé var desuden forbindelsesvej til de offentlige fælleder, altså åben græsarealer, der lå udenfor København. Kortet herunder er fra 1777.
Alléen deler fællederne op i Nørre Fælled og >Blegdamsfælleden.
Som én af de første bygninger på alléen, blev der i 1857 opført en skole på Nørre Allé 7 lige overfor Sankt Johannes Kirke. Skole hed i de første år Skolen på Blegdammen og var tegnet af arkitekten J. A. Stillmann (1822-1875). Den var en betalingsskole – i modsætning til skolen i Sankt Hans Gade, hvor der ikke blev opkrævet skolepenge.
Efter en udbygning skiftede skolen navn til Nørre Allés Skole. Den er i dag ikke længere folkeskole, men rummer Verdenskulturcenteret.
På Nørre Allé 6 ligger en bygning, der blev opført i 1917 som bolig for sygeplejersker ved Blegdams Hospital (billedet herover). I nyere tid har den være benyttet af Universitetet, og blev i 2012 ombygget til studieboliger under navnet Collegium Juris.
Københavns Universitet bygninger er en væsentlig del af bebyggelsen langs Nørre Allé. Se nærmere under Universitetsparken.
I tilknytning til universitet ligger Egmont H. Petersens kollegium. Det er tegnet af arkitekten Kaj Gottlob (1887-1976) og opført fra 1950 til 1959.