Улица была образована в середине 1980-х годов. Ранее это была шоссейная дорога, ведущая в деревню Захарьино[1]. Улица получила название Шоссейной 10 мая 1988 года[2]. В 2012 году для устранения одноимённости было решено переименовать улицу (другая Шоссейная улица есть в районе Печатники)[3]. 9 октября 2012 года[2] улица была переименована в память о Николае Евграфовиче Сироткине (1842—1920), настоятеле храма иконы Божией Матери «Знамение» в Захарьине, расположенном на этой улице[4]. Переименование поддержала префектура Юго-Западного округа и патриарх Кирилл[3].
В ноябре 2020 года улица была продлена за счёт Проектируемых проездов № 734, 831 и 6420[5] до улицы Маршала Савицкого. До улицы Брусилова застроена малоэтажными жилыми домами[1].
.png)
