Namnet Surbrunnsgatan har den av att det här förr fanns en surbrunn, vars vatten ansågs vara både "hälsogifvande och nyttigt i flerehanda sjukdomar". Särskilt myrsyran skulle vara bra för reumatiker. Den brunn som gett gatan dess namn omtalas som Norremalms Sur-brunn af Capellanen vid S:t Olof, Petter Muhr, på en ytterst i församlingen, vid Surbrunns-gatan, upptagen ödeplats, först uppfunnen och efter hans död 1691 af staden inlöst. 1767 skadas källådern och då upphör själva brunnsdrickningen, men efter det att källan sinat åkte man fortfarande hit, men då bara för nöjes skull, men 1902 tar även detta lilla nöje slut, för då brinner fastigheten.
Redan 1710 får gatan namnet Surbrunnsgatan, dock förekommer under 1800-talet även Stora Surbrunnsgatan och då kallas nuvarande Tulegatan för Lilla Surbrunnsgatan. Men vid namnrevisionen 1885 återfår och fastslås namnet Surbrunnsgatan.