У минулому на місці вулиці проходила дорога, що йшла на Салтів. До дороги прилягала дача, що належала Харківському губернатору Сабурову (Сабурова дача, будинок № 46). Протягом XIX сторіччя дорога розбудовувалась і перетворилась на вулицю. У 1846 році на вулиці розмістилася міська стайня, після чого вулиця отримала назву Конюшенна (від рос. «Конюшня» — стайня).
Наприкінці XIX сторіччя на початку вулиці було збудовано контору млинарно-будівельного заводу у стилі модерн (будинок № 1), будівля якої в радянський час використовувалось поліграфічним ПТУ, а зараз прибуває в занедбаному стані[1].
У 1913—1914 роках були збудовані службові приміщення для 1-го Оренбурського козачого полку на розі Салтівського провулку та Салтівського шосе, призначені для дресування коней. Пізніше ці будівлі стали автомайстернею, а у 1930 році в них розмістився завод «Поршень»[2].
У 1920 -х роках на полі для дресування коней випробували аероплан «Ластівка» інженера А. К. Лельє.[3]
У 1936 році Конюшенна вулиця отримала назву Академіка Павлова, на честь вченого Івана Петровича Павлова.[4]
