Jej nazwa związana jest z podwarszawską miejscowością, w kierunku której prowadzi - Radzyminem.
Około 1875 roku przecięły ją tory kolei nadwiślańskiej.
Po włączeniu Szmulowizny do Warszawy w 1891 roku ulicę zwano Szosą Radzymińską, zaś jej odcinek od ul. Ząbkowskiej do torów kolejowych - Prawą Szosą.
Około 1899 roku wzdłuż ulicy ułożono tory wąskotorowej kolejki mareckiej.
W 1921 roku przeprowadzono ulicą Radzymińska linie tramwajową nr 7. Powstała wówczas pętla końcowa tuż przy obecnym wiadukcie kolejowym.
W czasie II wojny światowej w latach 1941-45 została przemianowana na Wilnaer Strasse.
W latach 1948-49 w związku z budową Trasy W-Z (wschód - zachód) nad ulicą wybudowano wiadukt kolejowy.
W 1954 roku odcinek ulicy za torami kolejowymi nazwano ulicą Generalską, stanowił on bowiem przedłużenie al. gen. Karola Świerczewskiego (obecnie al. Solidarności). W 1991 roku całości ulicy przywrócono jednolitą nazwę Radzymińskiej.
30 marca 1968 roku została zlikwidowała linia tramwajowa nr 5 prowadząca do ulicy Ząbkowskiej.
Obecnie ulica Radzymińska stała się jedną z najruchliwszych arterii wylotowych stolicy w kierunku wschodnim.
W 2011 roku przy ulicy została zbudowana ścieżka rowerowa.  

Ciekawostki

• 
  
• Wśród prażan krąży anegdota, że nazwa ulicy wywodzi się od radzenia podróżnym, że powinni wybrać tę ulicę, jako bezpieczną do podróżowania.
  
• W 1893 roku Przewodnik Ilustrowany tak pisał o Radzymińskiej: "(...) pryncypialną ulicą Szmulowizny jest Radzymińska, która tworzy przedłużenie ulicy Ząbkowskiej. Przy niej to znajduje się po lewej ręce   dworek   murowany   w   części, a w części drewniany, z pięterkami i wystawkami, należący do pana Bruhla, a który, jak utrzymują niektórzy, miał być pałacykiem myśliwskim Stanisława Augusta Poniatowskiego. Jest to jednak bardzo wątpliwe, choćby z tego względu, że Stanisław August nie lubił myślistwa i tych stronach zresztą nie było na co polować. Od ulicy Radzymińskiej wychodzi istny las uliczek ciasnych,  w większej   części   niezabudowanych,   zapełnianych drewnianymi domkami, pełnych błota i brudu. Dokoła wznoszą się wiatraki i za tem  siedliskiem  Iudzkiem, które nie  ma jeszcze wyglądu  wielkomiejskiego, a zatraciło swój charakter małomiasteczkowy, zielenią się pola i łąki, a świeży oddech żywiczny lasów Wawru i Miłosny płynie swobodnie".
  
• Radzymińska nazywana była dawnej "złotymi wrotami" do Cesarstwa Rosyjskiego i do Chin.
  
• Dziś odcinek Radzymińskiej przebiegający na terenie Pragi Północ jest często nazywany "mała Radzymińska".
  
• Tereny położone przy ul. Radzymińskiej, pomiędzy ul. Bystrą a marketem Praktiker były jednym z miejsc rozpatrywanych jako potencjalna lokalizacja nowego targowiska dla kupców ze Stadionu X-lecia.
  
• Przy ulicy Radzymińskiej u wylotu ulicy Śnieżnej stoi drewniany krzyż.
  
• W pobliżu ulicy Radzymińskiej jesienią 1939 roku został ustawiony obelisk pamięci generała Wernera von Fritscha śmiertelnie ranionego w czasie oblężenia Warszawy we wrześniu 1939 roku. Obelisk jeszcze w czasie trwania wojny został zniszczony.
  
• Przed wiaduktem kolejowym w miejscu dawnej pętli autobusowej znajduje się głaz, który przypomina tragedię 10 Polaków, rozstrzelanych przez okupanta hitlerowskiego 24 listopada 1943 roku.