Название улицы предположительно происходит от церкви св. Николая в Кузнецах, а до 1922 года улица называлась Кузнецкой. Есть версия, что кузнецы, обосновавшиеся на этом месте, переехали сюда с левого берега Москвы-реки, где до сих пор осталась еще одна церковь св. Николая в Кузнецах, тезка церкви на Новокузнецкой. Неудивительно, ведь кузнечное дело – пожароопасно, и власти пытались селить кузнецов подальше от центра города. Таким образом, кузнечная слобода, равно как и гончарная и кожевенная (кожи неприятно пахнут при обработке) по несколько раз меняли свое местоположение в Москве.

Впрочем, Кузнецкая (Новокузнецкая) улица в городе одна, и как бы ни блуждали кузнецы по городу, здесь они точно жили. Храм св. Николая в Кузнецах – один из самых известных московских храмов, так как никогда не закрывался, а после 1922 года был единственным работающим храмом в Замоскворечье. Одноименный храм был впервые построен на этом месте в 1490 году, тогда же, когда здесь впервые обосновались кузнецы. Церковь, которую мы видим сегодня, построена в 1805 году на средства прихожан в стиле ампир.

От кузнечной слободы на данный момент не осталось ничего: только пара деревянных и полукаменных домов. В 19 веке улица застраивалась богатыми купеческими усадьбами – иногда способными поспорить по оформлению с особняками на высоком берегу Москвы-реки. Но в целом улица застроена типовым жильем. В самом начале улицы сохранилось несколько красивых особняков в стиле модерн, ныне там расположены посольства. В доме-гармошке (№13) снимался фильм «Иван Васильевич меняет профессию».

Новокузнецкая улица – единственная в Замоскворечье, где сохранилось трамвайное движение. Раньше трамвай ходил и по Пятницкой, и по Садовнической, однако в наши дни он остался только здесь и в Садовническом проезде. Трамвай в Замоскворечье появился в 1909 году.