Au 20 avenue Rachel, creusée dans le flanc de la butte, s'étend l'un des grands nécropoles parisiennes : le cimetière Montmartre, dit autrefois « cimetière du Nord ». Avant d'être un lieu de mémoire, c'est un lieu d'extraction : des carrières de gypse y ont été ouvertes dès le Moyen Âge pour fournir le plâtre qui bâtit Paris. À la Révolution, ces cavités souterraines servirent de fosses communes pour les suppliciés et les indigents de la Barrière Blanche — première vocation funèbre, anonyme et brutale.

Ouvert comme cimetière municipal au début du XIX e siècle, il devient rapidement le panthéon de la rive droite. On y croise, en quelques pas, le bourreau Charles-Henri Sanson — premier utilisateur de la guillotine, enterré ici en 1806 —, le peintre Fragonard, le physicien André-Marie Ampère, le philosophe Charles Fourier, le romancier Stendhal (dont l'épitaphe en italien témoigne de l'excentricité jusqu'au bout), Hector Berlioz, Heinrich Heine, Jacques Offenbach. La liste tourne à l'inventaire du génie français et européen du siècle.

La Commune de Paris y laisse ses traces les plus sombres : en mai 1871, lors de la Semaine sanglante, Louise Michel et les fédérés s'y battent division par division contre les Versaillais. Plus de 1 200 corps de combattants communards sont ensuite inhumés dans un charnier collectif. Un épisode moins héroïque s'y était joué en 1868 : sur la tombe du député Alphonse Baudin, Léon Gambetta prend la parole lors d'une cérémonie organisée par Charles Delescluze — les organisateurs sont aussitôt arrêtés, mais le procès qui s'ensuit dynamite le Second Empire.