В соответствии с Протоколом № 34 от 31.10.1940 года заседания Тюменского горсовета, улица Односторонка к мельнице получила современное название - Холодильная. 

Название новой улицы связывают с хранилищами продуктов для армии. В те годы «холодильник» – не бытовой прибор, а здание склада, в котором стояли паровые машины для заморозки мяса или жира. В начале ХХ века в Российской империи действовало 58 подобных складов-холодильников.

После русско-японской войны, когда возникли проблемы со снабжением армии, на востоке страны вдоль Транссиба было построено несколько стратегических холодильников. В те годы и появился в Тюмени холодильник военного ведомства.

Здания холодильников возводились рядом с железнодорожной магистралью или к ним вела специальная ветка. Замороженное мясо и животный жир перегружались в вагоны-ледники и отправлялись в армию.

В середине XX столетия в начале улицы Холодильной находился артезианский колодец, пробуренный еще в царские времена с чистейшей водой. Рос сад, в котором по весне благоухала сирень, и рос крыжовник. Лог, где сейчас гаражи, назывался банным, так как в него стекали мутные воды из городской бани. По склонам ветвились кусты калины, был проложен деревянный мостик. Во время войны сажали картошку. Ближе к Республике тянулись поля, где сеяли рожь. И была тут белокаменная купеческая мельница, в честь нее и называли ранее улицу: Односторонка к мельнице.

На пересечении улиц Холодильная - 50 лет Октября в районе роддома № 2 стоял большой крест. В 1960-х годах старая акушерка роддома Тамара Максимовна видела тень мужчины без головы. О явившемся призраке промолчала, но некоторые впечатлительные роженицы подтвердили, что являлась какая-то странная тень. Волнения и испуг могут вызвать у беременных женщин нежелательные осложнения, поэтому тайком вызвали попа. Батюшка освятил помещение, высказал версию: может, раньше на этом месте какая-то трагедия произошла.

После визита священника обстановка улучшилась, однако батюшка не ошибся. В начале XX века здесь находился курган холерного кладбища. Тянулись две насыпи на 240 и 80 захоронений. В одном из них похоронена большевичка Ольга Дилевская, убитая колчаковцами. 9 сентября 1919 года состоялась демонстрация тюменских рабочих, у кургана холерного кладбища был проведен митинг памяти.

Через сто лет во дворе роддома (д. 24), во время ремонта обнаружили человеческие череп и кости.

Односторонка к мельнице входила в старый, неблагоприятный по контингенту район Сараи. Еще живы несколько двухэтажных деревянных домов в начале улицы (дд. 18, 20, 22, 24). Похожие друг на друга, они словно близнецы-братья. Их выстроил в 1950–1960-х годах завод АТЭ для своих рабочих.

Еще в 1990-х можно было спокойно идти по проезжей части Холодильной до пересечения с Харьковской. Идти, не оглядываясь и не сторонясь, чувствуя свободу и безопасность – редкая машина проезжала по этому отрезку улицы.

Девятиэтажное общежитие (д. 40), построенное в 1972 году, приветствует путешественника оптимистической строчкой, выложенной из красного кирпича на серой стене здания: «Главное, ребята, сердцем не стареть!». В конце 1980-х по волевому решению какого-то начальника надпись забелили, но в конце 1990-х ее расчистили, подкрасили, и она видна издалека.

Рядом старый детский сад № 73 (д. 42), который посещает окрестная детвора. В советское время работала в детском саду добрая няня Мея Давыдовна Пуртова. Ее дочь Ирина, унаследовав любовь к детям, выбрала профессию воспитателя.

Сквер Гимназистоврасположен по соседству с гимназией № 12, вдоль улицы Холодильной неподалеку от пересечения с улицей 50 лет Октября. Один из самых старых скверов города был основан более 40 лет назад.

Одна из главных достопримечательностей улицы – 37-я школа(д. 78), которую открыли в 1963 году, а через год в ее дворе установили бюст Николая Ивановича Кузнецова. Пионерская дружина школы носила имя легендарного разведчика.

В 1990-х годах у бюста кто-то отбил нос, лицо исцарапали. Директор школы Тамара Петровна Душина обратилась в Художественный фонд с просьбой провести реставрацию. Счет выставили в миллион. Таких денег у школы не оказалось. Ветераны постоянно возмущались, что памятник не восстановлен, и городская администрация выдала разрешение на демонтаж. Приехал кран, бюст сняли и увезли. Мы нашли его в парке под Тюменью.

У пешеходного перехода на пересечении Республики - Холодильной, когда светофор включает зеленый огонек, одновременно начинает звучать сигнал: дорога безопасна. Этот светофор появился в конце 1980-х годов. На Холодильной, 84, на первом этаже жилого дома в 1988 году разместилась Тюменская областная специализированная библиотека для слепых. Организована она в 1966 году, в фондах ее множество книг, изданных как обычным шрифтом, так и рельефно-точечным (по Брайлю). Библиотека – своеобразный центр общения людей с ограниченными возможностями.

На Холодильной находится детдом № 66, образованный в 1935 году. Первоначально приют располагался на территории одной из бывших больниц. Его первым директором стала Мария Ивановна Раковалова. В детдоме сначала воспитывались малыши с тяжелыми нарушениями слуха, впоследствии и дети, что остались без родительской опеки.

Приют продолжал традиции сиропитательного заведения, который был открыт купцом Семеном Трусовым в 1871 году. Воспитанники активно приобщались к труду, наводили порядок во дворах, выполняли другую посильную работу. 29 августа 2015 года детский дом был закрыт. Здание, построенное в 1971 году, требовало капитального ремонта. Здесь разместился детский сад № 51.

В конце Холодильной, там, где она примыкает к улице 50 лет ВЛКСМ, находится один из старейших пешеходных переходов через Транссиб, он был построен в 1963 году и соединяет город с Крестьянскими местами – одноэтажным, деревенским районом Тюмени.

Сегодня улица Холодильная – одна из самых загруженных, оживленных улиц города с старыми деревянными домами и современными новостройками.