С конца XIX века называлась Мясная-Бульварная улица по расположению близ городской бойни.

В 1952 году переименована в честь лётчика-истребителя Героя Советского Союза Виктора Васильевича Талалихина (1918—1941), который одним из первых применил ночной таран, сбив на подступах к Москве вражеский бомбардировщик.

Герой Советского Союза Виктор Талалихин (1918–1941) первым в истории авиации пошел на ночной таран, уничтожив немецкого бомбардировщика 7 августа 1941 года в воздушном бою недалеко от Москвы. Советский летчик выжил, воспользовавшись парашютом.

В приказе подчеркивалось, что он удостоен звания Героя «за образцовое выполнение боевых заданий командования на фронте борьбы с германским фашизмом и за проявленные при этом отвагу и геройство». Впоследствии Талалихин сбил еще пять самолетов врага. Улица, получившая его имя в 1952 году, в Нижегородском и Таганском районах столицы. Интересный факт: в 2014-м под Москвой был обнаружен самолет Талалихина, на котором он совершил свой легендарный ночной таран.

Улица Талалихина начинается от площади Абельмановская Застава со стороны Абельмановской улицы и проходит на юго-восток. Слева к ней примыкают Большая и Малая Калитниковские улицы, Ведерников переулок и Сибирский проезд, справа — Брошевский переулок и Стройковская улица. Заканчивается на Волгоградском проспекте.

В 1920-х годах близ пересечения Мясной и Абельмановской улиц был построен комплекс из пяти конструктивистских домов для РЖСКТ (объединял рабочих предприятий «Серп и Молот», «Красный путь», фабрики имени Бухарина, завода имени Семашко); генеральный план участков был выполнен Г. Г. Вегманом. Первый из домов (дом № 2/1) — 1926 года постройки, остальные четыре г-образных корпуса были возведены позднее. В 1930-е—1940-е годы дома были настроены до шести-семи этажей, некоторые получили неоклассическое оформление в духе сталинской архитектуры (ордер, руст, скульптурные элементы); заказчиком реконструкции выступил желатиновый завод.