В 1906 г. уже в современных границах появилось наименование Сергиевский переулок по церкви Сергия Радонежского, стоявшей на соседней Новосивковской улице (теперь улица Ивана Черных) на месте дома № 20. Деревянная церковь была построена в 1900 году по проекту Густава фон Голи и Германа Гримма и уничтожена в 1930-е годы. 

В 1911–1916 гг. параллельно существовало и другое название – Еремеев переулок, видимо, по фамилии домовладельца. 

Переименована в улицу Метростроевцев 3 декабря 1956 г. «в честь коллектива Ленметростроя в связи с постройкой в Кировском районе 1-й очереди Ленинградского метрополитена». 

11 марта 2023 г.