La rue de Rennes n'a pas poussé par hasard dans le tissu du vieux faubourg Saint-Germain : elle est l'œuvre directe du baron Haussmann et de la volonté impériale de percer Paris de part en part. Un premier décret de mars 1853 trace la section depuis le boulevard du Montparnasse jusqu'à la place qui deviendra celle du Dix-Huit Juin 1940 — l'ancienne place de Rennes, face à la gare Montparnasse. Un second décret de juillet 1866 prolonge l'axe jusqu'au boulevard Saint-Germain, rasant au passage une partie des jardins du couvent des Carmes et des Bénédictines. Le nom est d'une logique imparable : la rue conduit droit à la gare d'où partent les trains vers la Bretagne. Un projet encore plus ambitieux rêvait de la pousser jusqu'à la Seine, offrant une percée continue depuis Montparnasse jusqu'au Louvre — il ne se réalisera jamais, laissant la voie en suspens face au boulevard Saint-Germain.
Avant les démolitions haussmaniennes, le sol garde la mémoire du très long passé du quartier. Sous les numéros 112 à 117, des fouilles révèlent une nécropole gauloise et gallo-romaine, vestige d'un « cimetière de Vaugirard » qui remonte à l'époque de la conquête. Et c'est non loin de là que Diderot, alors qu'il habitait rue Taranne, allait recueillir auprès des métalliers et poêliers les informations techniques qui nourrirent les planches de son Encyclopédie.
Dès son ouverture, la rue entre dans l'histoire vive. En 1871, au n° 61, Jules Vallès lance Le Cri du Peuple — 22 février, Paris encore sous les bombes prussiennes — qui atteindra 100 000 exemplaires et 82 numéros avant d'être repris, de 1883 à 1889, par Vallès et Séverine. C'est devant ce même numéro 61 que des étudiants manifestent en 1883 pour protester contre des articles qui les qualifient de « fils idiots d'une bourgeoisie en pourriture ». Un peu plus haut, aux numéros 162-173, la Semaine sanglante de mai 1871 laisse ses marques : une barricade tenue par les Fédérés est le théâtre de violents combats. La rue avait déjà connu la poudre en 1830, lorsqu'au n° 50 les insurgés du faubourg Saint-Germain venaient s'armer.
Le siècle suivant confirme la vocation de carrefour vivant. En 1883, José Rizal, étudiant en médecine et futur héros de l'indépendance des Philippines, séjourne au n° 124. À quelques pas, le n° 76 concentre à lui seul plusieurs vies : académie de peinture fréquentée vers 1899, demeure de Georges Bataille et de Laure dans les années 1930, dépôt de faux papiers pour les réfractaires au STO pendant l'Occupation, puis cabaret — La Rose Rouge — où les Frères Jacques firent leurs débuts et où Léo Ferré présenta Paris canaille en 1952, chanson que Mouloudji finit par accepter « sans conviction » avant qu'elle ne devienne un classique. Au n° 136, le jeune Jacques Prévert vendait des babioles dans un bazar en 1915 ; et à quelques numéros de là, Simone de Beauvoir grandit dans un appartement sans eau courante, après que la guerre eut ruiné sa famille.