Название Нововаганьковский происходит от находившегося здесь в XVIII веке села Новое Ваганьково. Позже переулок носил названия Большой Никольский и Никольский, по церкви Николая Чудотворца на Трёх горах, стоящей в переулке[1][2].
В конце 1920-х годов здание церкви было переоборудовано под клуб, а позднее там разместился дом пионеров имени Павлика Морозова. В 1939 году переулок был переименован из Большого Никольского в улицу Павлика Морозова. В 1992 году переулку было возвращено исконное название[2].
№ 5, стр. 2 — «Жилой дом для астрономов» (1829-1833 гг., арх. Д.Г. Григорьев, 1840-е гг.) Изначально одноэтажное каменное здание надстроено вторым деревянным этажом.
№ 5, стр. 3 — Дом З.П. Зосия, 1833 г. (арх. Д. Г. Григорьев)
№ 5, стр. 4 — Жилой дом с квартирами для приезжих астрономов (1903, архитектор Д. В. Стерлигов, перестроен в 1908 году архитектором А. С. Гребенщиковым), объект культурного наследия регионального значения[4]. В доме жил астроном С. Н. Блажко[5].
№ 12 — Здание Центрального института прогнозов ГУГМС (1948, архитекторы Дмитриев, Бранденбург, Шкинев; 1969)[6], в настоящее время — Росгидромет
№ 20/6 — на углу Нововаганьковского переулка со Средним Трехгорным в угрожающем состоянии стоит редкий образец нероскошного жилого деревянного дома, выстроенного для секунд-майора А. А. Верещагина ещё в допожарное время. Когда-то по переднему фасу дома проходила нарядная анфилада парадных комнат — кабинет, гостиная с угловыми печами, бальный зал.
На улице Павлика Морозова жил главный герой фильма Аллы Суриковой «Московские каникулы» Гриша в исполнении Леонида Ярмольника. Часть действия фильма происходит в доме на этой улице и в Обсерватории Московского университета.
↑Московская энциклопедия / С. О. Шмидт. — М.: Издательский центр «Москвоведение», 2007. — Т. I, Лица Москвы. — С. 179. — 639 с. — 10 000 экз. — ISBN 978-5-903633-01-2.