Предыдущее название — Пятая улица. Современное название носит с 22 февраля 1939 г. по пригородному посёлку Дибуны (сейчас часть посёлка Песочный Курортного района Санкт-Петербурга). В дальнейшем Хабаровская улица стала частью Дибуновской улицы. 

Улица начала застраиваться в конце 1940-х - начале 1950-х годов, тогда дома возводили захваченные в плен во время Великой Отечественной войны немцы. Эти здания представляли собой маленькие дома высотой в 2—3 этажа со своеобразными украшениями. Окрашивались они, как правило, в жёлтый, розовый, светло-зелёный или светло-голубой цвет. Оригинальным образом выполнялись кронштейны для балконов и козырьков перед подъездами — малого размера, тонкие, с завитками на конце. Под крышей обычно делались чердаки с круглыми слуховыми окнами.