Магистральный переулок расположен в Хорошёвском районе на территории Северного административного округа города Москвы. Переулок получил современное название как часть системы транспортных магистралей между многочисленными промышленными предприятиями, сосредоточенными на стыке Хорошёвского и Пресненского районов. До 8 июля 1955 года назывался Проектируемый проезд № 6.