До 1939 года улица именовалась Иркутской. Одна из центральных улиц старой Читы (с 1885 г.) была названа в честь Иркутска, тогдашнего центра Восточно-Сибирского генерал-губернаторства в подчинении и которого находилась Забайкальская область. Осенью 1939 года президиум Читинского горсовета принял решение о переименовании Иркутской в улицу имени Полины Осипенко. Полина Осипенко — советская летчица; одна из первых женщин, удостоенных звания Герой Советского Союза.