Город Москва

Улица расположена в Бутырском районе на территории Северо-Восточного административного округа города Москвы. Почтовый индекс всех адресов на улице — 127015.

Названа в 1951 году по соседней Новодмитровской улице, которая появилось до 1917 года и название которой отражает её более позднее возникновение по сравнению с Дмитровским шоссе, около которого она была проложена. Большая Новодмитровская улица называлась в 1924—1951 годах — Панская улица, ранее — Большая Панская улица (Малая Панская улица — ныне улица Савёловская Линия, Панский переулок был ликвидирован в 1930-х годах). Здесь, во дворах Бутырской слободы, в XVII веке были поселены пленные поляки, называемые в народе «паны».

Новодмитровская улица начинается от Бутырской улицы напротив 1-й Хуторской улицы, проходит на восток, направо от неё отходят Большая Новодмитровская улица и улица Савёловская Линия. Затем улица переходит (автомобильное движение здесь прерывается) через железнодорожные линии Савёловского направления (перегон «Москва-Бутырская»—«Тимирязевская»), поворачивает на север, проходит под железнодорожным мостом (Рижского направления, перегон «Москва-Рижская»—«Дмитровская») после чего становится переулком Добролюбова.