Percée sous le Second Empire dans le cadre des grandes transformations haussmanniennes, l'avenue du Bois de Boulogne — son nom originel — est inaugurée en 1875 comme l'une des artères les plus larges et les plus somptueuses de la capitale : une promenade de prestige reliant l'Étoile au bois de Boulogne, bordée de contre-allées cavalières et d'hôtels particuliers que s'arrachent les fortunes de la Belle Époque. C'est dans ce Paris triomphant que le dramaturge Adolphe d'Ennery y réside dès 1859, bientôt rejoint par l'économiste saint-simonien Michel Chevalier. En 1893, Anatole France s'installe au n° 72 ; quelques années plus tard, Octave Mirbeau y rédige au n° 84 sa comédie mordante Les Affaires sont les affaires (1901–1909). En 1900, Hector Guimard y pose l'une de ses célèbres bouches de métro Art nouveau, au n° 90 — fleur de fonte dans cette avenue de pierre et de faste.
En 1929, l'avenue est rebaptisée en l'honneur du maréchal Ferdinand Foch, généralissime des armées alliées en 1918, dont la statue veille non loin de là. Mais c'est sous l'Occupation que l'avenue connaît ses heures les plus sombres. À partir de 1940, ses hôtels particuliers se couvrent d'enseignes nazies : au n° 72 s'installe le BdS, siège central de la SIPO-SD à Paris ; au n° 31 bis, la section IV B4 de la Gestapo organise depuis ses bureaux la rafle du Vel d'Hiv' ; au n° 19, un service se consacre à la confiscation des biens juifs et des résistants ; aux n° 58–60, on établit les tristement célèbres listes Otto des ouvrages interdits. C'est aux n° 80–84 que Jean Moulin est torturé en 1943, et que Pierre Brossolette, pour ne pas parler, se jette par une fenêtre le 19 mars 1944.
L'après-guerre rend à l'avenue un visage plus apaisé. Maria Callas y habite au n° 44 de 1961 à 1968 ; Fernandel y meurt le 26 février 1971, dans la même adresse. Marcel Pagnol s'éteint au n° 16 en 1974. En 1978, le n° 33 entre dans la mémoire collective pour une raison plus dramatique : l'enlèvement du baron Empain, séquestré plusieurs semaines avant d'être libéré le 26 mars. Grande artère de la gloire, de la collaboration et des destins célèbres, l'avenue Foch reste l'une des voies les plus chargées d'histoire — et de mémoire — de tout Paris.