Житомирская улица расположена в районе Фили-Давыдково на территории Западного административного округа города Москвы. Улица расположена на территории бывшего города Кунцево, где она носила название Некрасовский переулок, полученное по близости к Некрасовской улице, названной в честь поэта Н. А. Некрасова (1821—1877). После включения города Кунцево в состав Москвы в 1960 году улица и переулок получили названия Некрасовская улица (Кунцево) и Некрасовский переулок (Кунцево), а 29 апреля 1965 года с целью устранения одноимённости с Некрасовской улицей вблизи станции метро «Преображенская площадь» (впоследствии эта улица была упразднена) были переименованы в Житомирскую улицу и Житомирский переулок по украинскому городу Житомир в связи с расположением на западе Москвы. В 1977 году Житомирская улица была упразднена, а её название было перенесено на Житомирский переулок.