Изначально улица находилась в составе города Кунцево, который был присоединен к столице в 1960 году. Свое современное название она получила в 1961 году в честь Героя Советского Союза, маршала Митрофана Ивановича Неделина, который во время Великой Отечественной войны проявил себя как талантливый командующий артиллерией, причем как на уровне армий, так и на уровне целых фронтов. Неделин принимал участие в таких важных событиях Великой Отечественной, как битва за Днепр, Ясско-Кишеневская, Будапештская и Венская освободительные операции.

Сегодня на торцевом фасаде дома 10 можно увидеть граффити с портретом маршала.