Cette voie qui dessert une école polyvalente emprunte le nom de la plus célèbre et la plus ancienne université de Paris. Fondée en 1257 par le théologien Robert de Sorbon (1201-1274), chapelain et confesseur de Louis IX, la Sorbonne est d'abord un collège d'enseignement théologique destiné aux étudiants pauvres. Sorbon bénéficie de l'aide du roi, qui lui offre une maison dans le Quartier latin afin d'y loger le collège. Les clercs y vivent en commun et peuvent se consacrer à l'étude sans se soucier des contingences matérielles, l'enseignement étant gratuit. Devenu faculté de philosophie et des arts (lettres) en 1271, l'établissement, qui prend le nom de Sorbonne en 1554, jouit d'une grande renommée. Jusqu'au 17e siècle, les positions de ses maîtres - très orthodoxes - sur les grandes questions théologiques et philosophiques font autorité dans le monde chrétien. Comme tous les établissements ecclésiastiques, la Sorbonne est fermée en 1789, lors de la Révolution. Ses bâtiments deviennent le siège de l'Université de Paris en 1808, puis sont démolis en 1884 pour être entièrement reconstruits; seule est épargnée l'ancienne chapelle du 17e siècle. À la suite d'une importante réforme du réseau universitaire, décidée en 1968, quatre universités interdisciplinaires se partagent aujourd'hui les locaux de la Sorbonne. La principale, Paris-Sorbonne (Paris IV), recueille en grande partie l'héritage de l'ancienne Faculté des lettres et sciences humaines de l'Université de Paris.

Anciens toponymes
La rue de la Sorbonne portait à l'origine le nom de rue de l'Amitié, adopté le 23 octobre 1967. Vers 1970, ce toponyme a été remplacé par celui de place Sorbonne, puis le générique « place » a été remplacé par un terme plus conforme à la configuration des lieux.