С момента своего возникновения переулок вел в тупик, поэтому первое его название, появившееся на городской карте 1798 года[2], — Глухой переулок. Современное название Нейшлотский переулок присвоено 14 июля1859 года указом, по которому многие петербургские улицы, носившие дублирующие названия, получали новые. Нейшло́тский переулок получил имя по шведскому названию одного из финских городов — Нюслотт (нынешняя Савонлинна), в ряду улиц Выборгской стороны, названных по городам Великого княжества Финляндского[2] (см. также Гельсингфорсская улица, Ловизский переулок, Сердобольская улица, Финляндский проспект).
Раньше[когда?] по Нейшлотскому переулку была проложена от железной дороги до завода «Русский дизель» соединительная железнодорожная колея, у дома 6 она раздваивалась образуя станцию, а у домов 4 и 8 она имела глухие стрелки. Все стрелки были механические, а у дома 8 был не работающий семафор. После ликвидации завода соединительная ветвь была разобрана. В настоящее время можно видеть следы в виде широкого газона у дома 6 и 8; будку для сигнализации и стоянку машин у дома 4. Шлагбаумы на углу Лесного проспекта тоже были ликвидированы. При реконструкции трамвайных путей на Лесном проспекте в 2010 году железнодорожная стойка была демонтирована.
Дом 8 — бывший детский сад. В настоящее время в здании располагается Дирекция транспортного строительства комитета по благоустройству и дорожному хозяйству Санкт-Петербурга.
Дом 17/23 — дореволюционное трамвайное депо[4][5].
Дома 23, 23-25 В — доходный дом и «Образцовый молочный комплекс Ю. Ю. Бенуа», 1914—1915 годах, арх. Ю. Ю. Бенуа, кирпичный стиль. В настоящее время в доме находится Центр занятости населения Калининского района Санкт-Петербурга. 7830642000
Горбачевич К. С., Хабло Е. П. Почему так названы?: О происхождении названий улиц, площадей, островов, рек и мостов Ленинграда. — 3-е изд., испр. и доп. — Л.: Лениздат, 1985. — С. 256. — 511 с.
Горбачевич К. С., Хабло Е. П. Почему так названы?: О происхождении названий улиц, площадей, островов, рек и мостов Санкт-Петербурга. — 5-е изд., перераб. — СПб.: Норинт, 2002. — 353 с. — ISBN 5-7711-0019-6.
Городские имена сегодня и вчера: Петербургская топонимика / сост. С. В. Алексеева, А. Г. Владимирович, А. Д. Ерофеев и др. — 2-е изд., перераб. и доп. — СПб.: Лик, 1997. — С. 84, 181. — 288 с. — (Три века Северной Пальмиры). — ISBN 5-86038-023-2.