Челябинская улица сложилась из двух неравных частей, известных с конца XIX века. Больший участок современной Челябинской улицы, лежащий к северу от железнодорожной линии, первоначально назывался дорогой в Медвежий Стан. (Ныне этот поселок входит в состав города Мурино.) 27 февраля 1941 года эта дорога стала именоваться Челябинской улицей. Короткий участок, зажатый между Ржевской улицей и линией железной дороги, вырос из располагавшейся здесь в прошлом деревни. Она носила грубоватое название «Кабаниха», которое известно с 1896 года и, как считается, представляет собой искаженную фамилию видного местного жителя (или землевладельца) – капитана артиллерии Павла Ивановича Канабиха (Каннабиха). (Нетрудно догадаться, как его фамилию переиначили бы в наши дни.) Видимо, уже в XX веке это название перешло на небольшую здешнюю улицу, которую 14 августа 1958 года и присоединили к Челябинской улице.

Вышеупомянутый артиллерист жил тут в середине XIX века. Краеведы полагают, что примерно тогда же по проекту архитектора Ивана Денисовича Черника было возведено кирпичное здание пороховой мельницы, современный адрес которого – Челябинская улица, дом 24. Впоследствии это здание перестроили и даже приспособили под жилье.