Vejen er opkaldt efter fabrikant Lauritz Peter Holmblad (1815-1890) der havde sin fabrikation af lim, farvestoffer m.m. i området omkring Limgården.
Holmbladsgade fik sit navn i 1898 nogle år efter at Holmblad var død. Tidligere hed den Køhlertsvej efter brødrene Casper og Mathias Køhlert, der havde en linnedfabrik ved den nuværende Jemtelandsgade. Fabrikken havde tidligere også produceret lim.
Brødrene havde deuden en hørplantage ved Strandlodsvej og en mindre fabrik til at bryde (dvs. forarbejde) hør hvor Cumberlandsgade er i dag. Hørren blev bl.a. brug i væverierne på Søkvæsthuset og i Dragør.
Køhlertsvej blev anlagt omkring 1800 som forbindelsesvej mellem de forskellige dele af virksomheden.
Holmblads virksomhed fik selv til huse i Holmbladsgade, efter den i 1912 var fusioneret med malingsvirksomheden Sadolin.
Holmblad ejede i forvejen Holmbladsgade 70, der er opført 1859 og dermed gadens ældste eksisterende hus. Her havde der i slutningen af 1800-tallet været indkvarteret gendarmer.
På ejendommens grund opførte firmaet Sadolin & Holmblad igennem 1900-tallet en række fabriksbygninger.
Holmblads virksomhed lå oprindeligt i “Guldhuset” i Sølvgade, mens Sadolin startede en produktion af farvestoffer i “Fasanhuset” i Frederiksberg Have.
I 1912 blev de to firmaet fusioneret og samlet i Holmbladsgade, hvor Holmblads fabrik var flyttet til i 1903.
Sadolin & Holmblads fabriksområde er nu stort set omdannet til boliger under navnet Sadolinparken.
Langs Holmbladsgade og i sidegaderne blev der i årene efter 1900 opført etageejendomme.
På hjørnet af Amagerbrogade (herover) lå to bygningskomplekser, der med sine tårne og luksuriøse udsmykninger nærmest blev en portal til Holmbladsgade.
Omkring 1906 begyndte udbygningen af sidegaderne ved Holmbladsgades vestlige del. Ejendomsinvestoren Herman Ebert opførte en del ejendomme i det præsentable kvarter, hvis sidegader fik navne efter svenske landsdele: Skånegade, Nordlandsgade, Smålandsgade og Jemtelandsgade på nordsiden af Holmbladsgade, samt Blekingegade og Ålandsgade syd for.
Byggeriet skulle ifølge Ebert “adskillle sig fra de sædvandlige kaserner” i Sundbyerne. Ebert bekostede selv anlægget af en kloakledning i gaden.
I de øvrige sidegader, f.eks. Hannovergade og Geislersgade var det mere spartanske ejendomme med små lejligheder, der blev bygget.
Den opvoksende bydel blev sognemæssigt udskilt fra Sundby Sogn, og Nathanaels Kirke blev opført i 1899.
Allerede fra 1870’erne etablerede D. Løweners jernstøberi og maskinværksted en fabrik i Holmbladsgade. Under andre ejere fortsatte fabrikationen helt frem til slutningen af 1970’erne. I de senere år arbejdede fabrikken også med galvanisering.
Hele fabrikskomplekset blev nedrevet i 1970’erne og i stedet opførtes boligbyggeriet Støberigården.
På sydsiden af Holmbladsgade lå gården Godthaab, der havde karakter af landsted, men også blev drevet som gartneri. Det blev bygget omkring 1830 af Johan Heinrich Geisler, og Geislersgade går i dag på gartneriets grund.
På Godthaabs jord blev fra 1870’erne udparcelleret en række grunde, og der blev anlagt nye gader: Foruden Geislersgade var det Pommernsgade, Woltersgade, Lybækgade, Lyneborggade og Mecklenborggade.
Endvidere blev Bøhmensgade anlagt som en parallelgade til Holmbladsgade. I disse gader blev der efterhånden bygget etageejendomme på 2-4 etager. Også Badensgade er udstykket fra Godthaab, men her opførtes i stedet byggeforeningshuse i to etager. Selve ejendommen Godthaab lå ved Holmbladsgade 62.
Længere ude ad Holmbladsgade lå landstedet ”Ensomhed”, omkring den nuværende Hessensgade. Dens jord blev fra 1900 udstykket til Bellevue-kvarteret der omfatter boligbebyggelsen langs Ungarnsgade, Østrigsgade og Polensgade.
I Holmbladsgade 63-65 lå fra 1932 Slagteriernes Central, der herfra forsynede en kæde af detailforretninger i Storkøbenhavn med kødprodukter. I dag ligger kulturhuset Prismen på stedet.