Il a été percé en 1894.

Il portait initialement le nom de Boulevard Gambetta, comme la voie dont il formait le prolongement.

Son nom actuel lui a été attribué par délibération du Conseil municipal du 22 décembre 1966. La cérémonie d’inauguration aura lieu un peu plus tard, le 21 juin 1969.

Le nom a été choisi en hommage à Gabriel (1880 - 1973) et Charles (1882 - 1912) Voisin, avionneurs, créateurs d’une importante usine d’aviation à Issy-les-Moulineaux.

Descendants d’une lignée d’industriels, les frères Voisin apparaissent sans conteste comme l’exemple même des pionniers de l’aviation dont le nom reste avant tout attaché à la ville d’Issy-les-Moulineaux. Certes le premier atelier de leur société, fondée dès 1906, se situe à Boulogne-Billancourt. Mais c’est sur leurs biplans que des pionniers comme Delagrange et Farman découvrent progressivement sur le terrain d’Issy ce qu’est la maîtrise d’un aéroplane.
Leur plus grand succès est d’avoir construit l’appareil avec lequel est accompli le 1^er kilomètre en circuit fermé le 13 janvier 1908. Cet exploit leur amène de nombreux clients et les conduit à se tourner vers la production de petite série. Ils deviennent ainsi les premiers industriels de l’aviation. Après les inondations de l’hiver 1909 - 1910 et le départ de Charles (qui se tuera en automobile le 26 septembre 1912), Gabriel élève une nouvelle usine à Issy-les-Moulineaux, en bordure du champ de manœuvres (très précisément au n° 36 du boulevard qui porte aujourd’hui son nom).
En 1912, devant l’accroissement de la production, il achète des terrains voisins rue Guynemer et y construit une nouvelle usine. Jusqu’en 1918, il conçoit une douzaine de types d’avions, qui seront construits à plus de 10.000 exemplaires. Au début de la Première Guerre mondiale, c’est sur un appareil Voisin que le 5 octobre 1914, Joseph Frantz et Quenault remportent le premier combat aérien de l’histoire. Cette victoire vaut à la société des commandes importantes de la part de l’état pour équiper l’aviation militaire de chasse. Pourtant, malgré ces succès, à la fin des hostilités, l’entreprise se reconvertit dans la construction automobile. C’est le début d’une des plus brillantes marques françaises dans ce domaine. 27.000 voitures Voisin sortiront des chaînes de l'usine d’Issy-les-Moulineaux. Parmi les clients, figurent Alexandre Millerand, ancien Président de la République, Alexandre 1^er roi de Yougoslavie, le Maréchal Lyautey, Joséphine Baker, Rudolph Valentino, etc.
La « Société des Aéroplanes Voisin » ne s’arrêtera de fonctionner qu’en 1958.

Le boulevard dessert le Palais des Sports Robert Charpentier (au n° 4)