Longue d'un kilomètre, la rue Bonaparte relie le quai Malaquais au carrefour de la rue de Vaugirard, traversant de part en part Saint-Germain-des-Prés et l'Odéon. Son tracé est ancien bien que son nom soit récent : l'arrêté du 12 août 1852, pris au lendemain du coup d'État, lui donne le nom de Napoléon Bonaparte et unifie sous une même appellation une succession de voies dont la liste des anciens noms dit à elle seule la complexité — ruelle Henri du Vergier, rue des Jardins Saint-Sulpice, cour des Religieux, rue de la Poste aux Chevaux, rue des Jésuites… Chaque tronçon avait sa vie propre, son histoire de couvents, de jardins et de faubourg.
L'ancienneté du lieu se lit d'abord au n° 14, où Marguerite de Valois — la reine Margot — installe les Augustins réformés entre 1608 et 1613, avant de les chasser. Leur chapelle abrite alors le premier dôme construit à Paris, précédant d'une génération le Val-de-Grâce. C'est dans ce même couvent qu'Alexandre Lenoir crée, à partir de 1792, son musée lapidaire, bientôt érigé en « Musée des Monuments français » par la Convention en 1794 : des sculptures arrachées aux abbayes dévastées y trouvent refuge jusqu'en 1816, avant que le site ne devienne l'École des Beaux-Arts. Le Grand Orient de France occupe quant à lui, de 1778 à 1793, l'ancien noviciat des jésuites au n° 80–82 ; Voltaire y est reçu membre honoraire de la loge des Neuf Sœurs quelques semaines avant sa mort.
La rue est un véritable abécédaire des figures intellectuelles et artistiques parisiennes. Auguste Comte y séjourne de 1818 à 1822, Victor Hugo y vit adolescent avec sa mère après le divorce de ses parents, Gaspard Monge y forge la géométrie descriptive avant d'être destitué de l'École polytechnique par Louis XVIII. Gustave Courbet y installe sa première adresse parisienne au n° 4 puis au n° 32. À l'École des Beaux-Arts, le peintre Charles Gleyre forme des générations entières : plus de cinq cents élèves, parmi lesquels de futurs impressionnistes, passent par son atelier à partir de 1862. Plus tard, Sartre, Verlaine, Rimbaud et Henry Miller habiteront à leur tour ce corridor de Saint-Germain.
La Semaine sanglante de mai 1871 ensanglante la rue de bout en bout. Des fédérés se retranchent dans l'enceinte même des Beaux-Arts au n° 14 ; un homme, pris à tort pour Édouard Vaillant, y est arrêté et fusillé avec dix-huit gardes nationaux. Un peu plus loin, Francisco Salvador-Daniel, nommé par la Commune directeur du Conservatoire de Paris, est ramené sur la barricade où il avait combattu et exécuté sans jugement. Les combats font rage entre le n° 1 et le n° 42 : la rue Bonaparte porte, jusque dans ses pavés, la mémoire de cette semaine de feu.