Назван в конце XIX века по жившим здесь выходцам из подмосковного села Гжель — центра производства фарфоровых изделий с характерным синим рисунком. Прежнее название — Безымянный переулок.
Гжельский переулок начинается от Андроньевского проезда и Волочаевской улицы, проходит на восток, направо к ней примыкает улица Прямикова. Заканчивается на улице Золоторожский Вал.
Долгое время (как минимум с 1980 года[1]) был закрыт свободный проход и проезд по участку переулка, проходившему по территории предприятия, относившегося к НИАТу. В ноябре 2020 года этот участок открылся[2]. По состоянию на 2021 год территорию между переулком и улицей Сергия Радонежского планируется преобразовать в арт-кластер[3].
№ 13А — Национальный институт авиационных технологий (НИАТ); Спецлиттех; журналы «Библиотечка литейщика», «Литейное производство», «Металлургия машиностроения»; бывшее здание Церкви Сергия и Вакха Сергие-Вакхской старообрядческой общины.
Имена московских улиц. Топонимический словарь / Р. А. Агеева, Г. П. Бондарук, Е. М. Поспелов и др.; авт. предисл. Е. М. Поспелов. — М.: ОГИ, 2007. — 608 с. — (Московская библиотека). — ISBN 5-94282-432-0.