Улица возникла в середине 1960-х годов под названием Полиграфический переулок (от расположенного на ней НИИ полиграфической промышленности). Современное название получила в 1969 году в честь Николая Матеюка (1908—1960), известным как партизан и разведчик в годы Великой Отечественной войны, а затем хозяйственный деятель Украинской ССР. В 1983 году на фасаде дома № 2 была установлена аннотационная доска Николаю Матеюку (бронза, барельефный портрет; скульптор Борис Довгань, архитектор Флориан Юрьев)[1].
В 1982 году по случаю празднования 1500-летия Киева у кафе «Николаев» (у дома № 15) был установлен памятный знак с надписью «Киеву на 1500-летия от города корабелов Николаева»[2].
На улице Николая Матеюка находятся семь многоэтажных типовых жилых дома. Пять из домов — девятиэтажные, построенные в 1968—1970 годах (один серии 1-480, два серии 1-КГ-480-11 и два серии 1-480). Два 16-этажных дома серии Т построены в 2003 году[7].
Киев : энциклопедический справочник / под ред. А. В. Кудрицкого. — Киев : Главная редакция Украинской Советской Энциклопедии, 1982. — 704 с.
Киев : энциклопедический справочник / под ред. А. В. Кудрицкого. — 2-е изд. — Киев : Главная редакция Украинской Советской Энциклопедии, 1985. — С. 380.