Улица возникла под названием Соколовая улица[a] (вариант: улица Соколова) не позднее первой половины XIX века на западной окраине Суконной слободы и административно относилась к 4-й части города[4][5]. Из предприятий к началу XX века на улице находились крупяной завод Анисимова, крупообдирный завод, обмундировальная мастерская Шабанова, мастерская валяной обуви и ассенизационные заведения[6][7]. В то время улица начиналась от озера Кабан и заканчивалась в районе газового завода; в районе современной улицы Шаляпина от неё ответвлялся Оренбургский тракт[8]. Переименована протоколом комиссии Казгорсовета № 10 от 16 мая1929 года[9].
На 1939 год на улице имелось около 100 домовладений: №№ 1–21/1, 27/34–91 по нечётной стороне и №№ 2–96/35, 102–108/27 по чётной[10]. В 1950-е и 1960-е годы улица застраивалась далее до Южного внутригородского железнодорожного хода.
В конце 1990-х — начале 2000-х годов почти вся застройка на отрезке улицы от её начала до пересечения с улицей Эсперанто была снесена в рамках программы ликвидации ветхого жилья, сама улица на этом участке была спрямлена, а в 2004 году этот участок улицы был объединён с Правокабанной улицей в улицу Марселя Салимжанова[11][12][13]. В 2011 году вблизи пересечения с улицами Халева и Роторная был сооружён надземный пешеходный переход.[14]
№ 98/35 — жилой посёлок завода СК-4; главный пятиэтажный корпус и снесённые в 2019 году шесть четырёхэтажных корпусов (арх. Александр Крестин и Дмитрий Тихонов)[29].
№ 99 — жилой дом валяльно-войлочного комбината.[30][31]
№№ 100, 104а, 104б, 106, 106б, 108, 108а — жилые дома завода резино-технических изделий[32][33][34][35][36][37].
№ 106 — в этом доме располагался жилищно-коммунальный отдел завода резино-технических изделий.[38]
№ 102 — жилой дом завода «Кожсуррогат» (арх. Иван Нейман, 1936)[24].
На улице есть две остановки городского общественного транспорта — «Филармония», «Ипподромная» и «Халева», на которых останавливаются как автобусы, так и троллейбусы. Угол улиц Павлюхина и Шаляпина был известен как отправной пункт для пригородных автобусов, шедших в южном направлении (Боровое Матюшино, Орёл, Тетеево).[42] Ближайшие станции метро — «Суконная слобода» и «Аметьево».
↑Бессонова Т. В.Приложение 10. План Суконной слободы г. Казани // Казанская суконная слобода в XVIII — первой половине XIX вв.. — Набережные Челны: Издательство института управления, 2000. — С. 246. — 255 с. — ISBN 5-93388-006-X.
↑Сведения о казенных заводах, фабриках, мастерских и торговых предприятиях города Казани и частных владельцев (фонд 98, опись 8, дело 231). — Государственный архив Республики Татарстан. — 197 с.
↑Список посёлков, слобод и улиц, входящих в черту г. Казани // Вся Казань: Справочная книга по городу Казани / Сост.: М. Бубеннов, Н. Козлова, А. Никольский, Р. Левин, И. Ефремова, В. Никольский, В. Берлянд, Н. Соколов, В. Мартынов. — Казань: Редакция газеты «Красная Татария» — «Кызыл Татарстан», 1940. — С. 265. — 286 с. — 4250 экз.
↑Список улиц и переулков Бауманского и Дзержинского районов г. Казани по состоянию на 15 июня 1942 г. (фонд Р1583, опись 4, дело 23). — Государственный архив Республики Татарстан. — 15 с.
↑Казанский почтамт Министерства связи СССР. Справочник для сортировки входящих почтовых отправлений и печати в городе Казани (рус.) / Н. П. Буяновский. — Казань, 1965. — 68 с.
↑Министерство автомобильного транспорта и шоссейных дорог РСФСР; Татарское Транспортное Управление. Справочник для определения расстояний между различными пунктами по гор. Казани (рус.) / А. М. Камалеев. — Казань: Комбинат печати имени Камиля Якуба, 1970. — 470 с. — 5000 экз.
↑Справочник по сортировке письменной входящей корреспонденции, периодической печати и телеграмм в городе Казани (рус.) / В. И. Малышева, Т. В. Невретдинова. — Казань, 1981. — 111 с.
↑Справочник почтово-телеграфных индексов г. Казани. — 1996. — 52 с.
↑ 1234С. П. Саначин. Экскурс в архитектурную жизнь советской Казани: иллюстрированное повествование на стыке истории и градостроительства в 1918-1991 гг. — Foliant, 2015. — 238 с. — ISBN 978-5-905576-46-1.
↑Решение Исполкома Казгорсовета № 645 от 27 августа 1953 года
↑Решение Исполкома Казгорсовета № 722 от 22 ноября 1962 года
↑Решение исполкома Казанского городского Совета депутатов трудящихся № 228 от 8 апреля 1959 года «О предоставлении 2-х секций 1-го этажа жилого дома по ул. Павлюхина дом 108 под детскую поликлинику Приволжского района»
↑Распоряжение Главы Администрации г. Казани № 645р от 19 мая 2004 года «О передаче объектов Закрытого акционерного общества „Кварт“»