Вулиця виникла в середині 1950-х років, в ході забудови даного району. Це було пов’язано, в першу чергу, з розвитком найбільшого містоутворюючого підприємства – «Південний машинобудівний завод».
Перша назва вулиці – Паркова. У різних джерелах називалася і вулицею, і проспектом. Після польоту другого космонавта – Германа Титова – в 1961 р вулиця отримала сучасну назву.
Вулиця має велике значення в структурі міста, хоча складається всього з декількох кварталів. На ній замикається цілий ряд магістралей, що йдуть перпендикулярно Дніпру – проспект Богдана Хмельницького (колишня Героїв Сталінграда) і проспект Олександра Поля (колишня. Кірова). Вулиця Титова – частина зламаним, але єдиної магістралі – вулиці Криворізька – Титова – Зоряний бульвар – Запорізьке шосе.
Вулиця Титова забудовувалася в другій половині 1950-х років, коли вже оголосили «боротьбу з архітектурними надмірностями». Однак багато будинків зберегли ознаки стилю «сталінський ампір». Наприклад, будівля школи № 89 має масивний портик над входом і декоративну композицію на вершині будівлі з символом освіти – розкритою книгою і датою спорудження будівлі «тисяча дев’ятсот п’ятьдесят п’ять».
Найбільш помітний об’єкт на вулиці Титова – кінотеатр «Супутник». Він був побудований за «спецзамовлення» ЮМЗ і відкритий 15 серпня 1963 р Спочатку розрахований на 820 місць, це – найбільший кінозал Дніпра. Фасад будівлі, що виходить на вулицю Титова, прикрашений мозаїчним панно на космічну тематику. Знову відкритий після реконструкції в 2004 р
