元代时期，西颐路形成雏形。

清康熙年间，修建从西直门外到畅春园宫门外的御道。

清雍正、乾隆年间，御道延长至圆明园、清漪园。

清道光八年（1828年），御道由土路改为石板路。

民国15年（1936年），开辟由西直门经白石桥至海淀黄庄的柏油马路，时称“西颐路”。

中华人民共和国成立后，西颐路更名为京颐路。

1955年，京颐路改建成通向西北郊的主干道。

“文化大革命”时，京颐路更名为文革路。

“文化大革命”结束后，文革路更名为白颐路。

1982年，白颐路拓宽至双向四车道。

1997年3月至10月，白颐路进行大规模改造；11月，白颐路改造工程完工。

1999年，白颐路北延至清华大学西门。

2000年2月，白石桥路、海淀路南北段、成府路南北段、白颐路、圆明园东路五段道路合并，称中关村大街。

2018年12月10日，中关村大街夜景照明提升一期工程完工。

2023年9月11日，北京市发展和改革委员会批复中关村大街片区公共空间改造提升项目实施方案。