W 1916 roku ulica wraz z całą gminą Mokotów została włączona do Warszawy. W tym samym roku nadano jej nową nazwę, upamiętniającą polskiego ziemianina i powstańca styczniowego Ludwika Narbutta. Zmiana nazwy weszła jednak w życie w 1928 roku, gdyż do tego roku wszystkie ulice dawnego miasteczka Mokotów miały status ulic prywatnych.
W latach 1924−1925 na rogu ulic Narbutta i Wiśniowej powstał zespół biurowo-produkcyjny Polskiego Towarzystwa Radiotechnicznego. 1 lutego 1925 w budynku pod numerem 29 przedsiębiorstwo uruchomiło pierwszą w Polsce radiową stację nadawczą.
W okresie międzywojennym przy ulicy wybudowano wille oraz domy należące do spółdzielni mieszkaniowych, m.in. w latach 1928–1931 powstało osiedle „Szare Domy”, którego inwestorem była Spółdzielnia Budowlano-Mieszkaniowa Urzędników Ministerstwa Spraw Wewnętrznych. W latach 20. przy ulicy wzniesiono również dwa duże budynki szkolne: ok. 1925 roku na rogu ulic Narbutta i Kazimierzowskiej monumentalny gmach I Miejskiej Szkoły Rękodzielniczej Żeńskiej, a w latach 1925−1927 pod numerem 14 budynek publicznych szkół powszechnych nr 85 i 191.