La rue tire son nom de l'ancien village de Clignancourt, bourg perché au nord de Montmartre dont les origines remontent au Moyen Âge et qui ne fut absorbé par Paris qu'avec l'annexion des communes périphériques en 1860. Longtemps appelée rue Neuve de Clignancourt, elle reçoit sa dénomination définitive par arrêté du 2 avril 1868. Son percement s'effectue en plusieurs temps : une ordonnance de mars 1847 ouvre le tronçon entre la rue Ramey et les abords de la rue Doudeauville ; la section supérieure, jusqu'à la rue Championnet, suit par décret en 1858. Le résultat est une artère large de 32 mètres et longue de plus d'un kilomètre, colonne vertébrale du quartier Clignancourt reliant le boulevard de Rochechouart au nord du 18e.
Avant même son alignement officiel, les lieux qui la bordent sont déjà chargés d'histoire. Aux numéros 1–5, un cabaret en vogue sous la Révolution et l'Empire aurait donné naissance au mot ramponner — argot pour boire en guinguette. Plus haut, l'établissement du Château Rouge (nos 42–54), vaste domaine dont les bâtiments servaient de salle de fêtes, concentre à lui seul plusieurs chapitres de l'histoire nationale : c'est là que Joseph Bonaparte, le 30 mars 1814, signe la capitulation de Paris devant les armées coalisées. Trente ans plus tard, en juillet 1847, ce même lieu accueille le premier banquet réformiste contre la monarchie de Juillet : quelque 1 200 convives, dont 86 députés, portent des toasts à la réforme électorale — Thiers, prudemment, a décliné l'invitation. Ce banquet ouvre la série de festins politiques qui débouchera sur la révolution de Février 1848.
C'est pendant la Commune de Paris que la rue de Clignancourt s'inscrit le plus profondément dans la mémoire révolutionnaire. Le blanquiste Théophile Ferré y tient domicile (n° 41) et y anime les réunions du Comité de vigilance du 18e arrondissement. Le 18 mars 1871, au pied de la butte, une batterie d'artillerie s'installe aux numéros 1–2 pour couvrir les canons que le gouvernement tente de reprendre — l'étincelle de l'insurrection. Louise Michel combat sur la barricade de la chaussée de Clignancourt et y est laissée pour morte. Au n° 113, un épisode plus trouble : des soldats réguliers fraternisent avec 300 fédérés au cri de « vive la République » et les laissent passer. Puis vient la Semaine sanglante : le Château Rouge sert de lieu de détention pour des officiers, dont le général Lecomte ; à l'école des numéros 61–63, transformée en morgue, 57 fédérés sont fusillés en une seule matinée contre le mur de la cour — les impacts de balles resteront visibles longtemps.