Det nuværende gadenavn stammer fra Ulrik Christian Gyldenløve (1630-1658), der var uægte søn af kong Christian den 4. Gyldenløve var fremtrædende officer under krigen mod Sverige i 1657-1658, og døde under svenskernes belejring af København.
I begyndelsen kaldtes den nye gade for Ladegårdsvejen, fordi den førte ud til Københavns Ladegård, der lå ved Åboulevard.
Gaden er anlagt i 1870’erne som en ny forbindelsesvej til fra det centrale København til Frederiksberg og Nørrebro. Kortet herover er fra 1876.
I kvarteret findes andre gader, der er opkaldt efter ledende officerer i svenskekrigen, f.eks. Turesensgade og Kjeld Langes Gade.
Gyldenløvesgade passerer søerne på en dæmning, hvor også jernbanen fra Københavns Hovedbanegård mod vest og nordvest gik mellem 1864 og 1911.
Først i midten af 1950’erne blev Gyldenløvesgade sat i direkte forbindelse med H. C. Andersens Boulevard, der på det tidspunkt blev udvidet og gjort til en ny gennemfartsgade.
En kontorbygning, der var opført for Østifternes Kreditforening i 1916 efter tegning af arkitekten Ulrik Plesner, blev revet ned, og den lille Jarmersgade nedlagt til fordel for den nye gades forløb henover Jarmers Plads. Jarmersgade ses på kortet herover fra 1939.
En plan om at flytte kreditforeningsbygningen på ruller, så den ikke lå “i vejen” for vejen, blev opgivet.
På hjørnet af Nansensgade ligger Frederik VII’s Stiftelse for fattige Fruentimmer af Arbejdsklassen, der blev opført i midten af 1870’erne efter tegning af Theodor Zeltner (1822-1904).
Stiftelsen havde 52 friboliger, og betingelsen for at komme i betragtning til dem var, at kvinderne var fyldt 40 år og ikke i forvejen modtog hjælp fra fattigvæsenet.
Helt frem til 1979 boede der kvinder i huset, men planen var dengang af sælge bygningen til nedrivning. Imidlertid blev den besat af en større gruppe kvinder, der etablerede Grevinde Danner-stiftelsen, som var opkaldt efter kong Frederik den 7.’s hustru. Huset fungerede herefter bl.a. som bolig for voldsramte kvinder.
I anlægget ud mod Sankt Jørgens Sø står Lydia Cottones skulptur “Indagine nr. 70 – fortid, nutid, fremtid” (billedet herover). Den er udført i lava fra vulkanen Vesuv.
Tæt ved krydset med Rosenørns Allé står statuen “En drukken faun” (herunder), der er udført af billedhuggeren Andreas Kolberg (1817-1869).
Hvor Gyldenløvesgade passerer Peblingesøen, ligger Søpavillonen, der blev opført i 1895 for medlemmerne af Københavns Skøjteløberforening.