L'avenue de Clichy tient son nom de la destination qu'elle indique depuis toujours : la route vers Clichy, bourg au nord-ouest de Paris. Elle naît de la fusion, par arrêté du 2 avril 1868, de deux tronçons distincts : l'ancienne grande rue des Batignolles (partie haute) et l'avenue de Clichy proprement dite (partie basse), réunies en un seul axe de plus d'un kilomètre et demi reliant la place de Clichy aux boulevards extérieurs de Berthier et Bessières. L'annexion des communes de Batignolles-Monceau et des Grandes-Carrières à Paris en 1860 avait préparé ce réaménagement, transformant un chemin de faubourg en avenue haussmannienne.
La rue a d'abord une mémoire militaire : en 1814, au n° 7, le général Moncey établit son quartier général lors des combats acharnés qui opposèrent ses troupes aux cosaques du général Langeron, défense héroïque et désespérée aux portes d'une Paris déjà condamnée. Un demi-siècle plus tard, la Commune de Paris laisserait elle aussi ses traces dans le bitume : en mai 1871, aux n° 41 et 66, s'élèvent deux barricades parmi les plus disputées du 17e arrondissement — celle du n° 41, dernière à tomber, résiste jusqu'au 23 mai à midi.
Mais c'est surtout comme capitale secrète de l'impressionnisme que l'avenue s'est inscrite dans l'histoire de l'art. Au n° 9, dans un café que Zola immortalisera sous le nom de « café Baudequin » dans L'Œuvre, les peintres du groupe des Batignolles — Manet, Degas, Renoir, Pissarro — se retrouvent et débattent. Manet habite le quartier, fréquente le marchand de couleurs du n° 11, et peint en 1879 Chez le père Lathuille, tableau inspiré du restaurant voisin. Plus tard, au n° 20, l'atelier de Paul Signac accueille les lundis du cercle de Georges Seurat et de l'école divisionniste ; au n° 30, le jeune Toulouse-Lautrec prend ses premières leçons. En 1887, au n° 43, Vincent van Gogh expose une centaine de toiles, dont un de ses Tournesols — et essuie l'indifférence totale du public.
L'avenue est aussi le miroir d'un Paris industrieux et populaire. Au n° 176, les ateliers d'Ernest Goüin emploient plus de deux mille ouvriers et produisent, en 1852, le premier pont métallique français, posé sur la Seine à Asnières. Aux n° 174–176, un ouvrier tourneur nommé Edmond Mégy travaille en 1870 dans une entreprise de métallurgie — figure ordinaire d'un quartier où l'usine à gaz des Batignolles voisine avec les brasseries, les cafés-concerts et, au n° 4, la librairie anarchiste du mystérieux Ducret, soupçonné d'avoir livré Garnier, de la bande à Bonnot.