Bien avant que Paris ne lui donne officiellement un nom, cette artère du quartier Saint-Georges portait déjà en creux l'empreinte de celui qui allait l'immortaliser. Jean-Baptiste Pigalle (1714-1785), l'un des sculpteurs les plus célébrés du XVIIIe siècle — auteur notamment d'un saisissant buste de Voltaire —, y installa son atelier au n° 17 et y vécut de 1756 à 1782 au n° 1. La rue prend le nom de rue Pigalle dès l'an VIII de la République (1803), avant d'être rebaptisée rue Jean-Baptiste Pigalle par arrêté municipal du 1er avril 1993 pour la distinguer de la place voisine. Le terrain sur lequel elle s'étire gardait pourtant une mémoire bien plus ancienne : au n° 2, un Moulin de la Tour tournait dès 1320 pour le compte des religieuses de l'abbaye de Montmartre, avant de s'arrêter définitivement en 1678.
Au XIXe siècle, la rue devient un carrefour de bohème et de création. George Sand y loue deux pavillons au n° 20 entre 1839 et 1842 — l'un servant de logement à Frédéric Chopin — et Honoré de Balzac lui-même décrit le square dans ses romans. Charles Baudelaire y multiplie les adresses : il habite au n° 46 avec Jeanne Duval en 1848, puis au n° 60 de 1852 à 1854. Edgar Degas réside successivement aux n° 22 et 21 dans les années 1880. Le jeune Claude Monet y passe quelques mois au n° 18 vers 1860-1861 avant de partir sous les drapeaux en Algérie. Plus discret mais non moins présent : Auguste Renoir se fournissait en couleurs chez un marchand du n° 8. En 1890, le n° 28 accueille un atelier partagé par Édouard Vuillard et Pierre Bonnard, bientôt repris par Aurélien Lugné-Poë et Maurice Denis.
La nuit, la rue s'anime d'une façon bien particulière. Le Tabarin, au n° 58, règne sur la fête de 1895 à plus d'un demi-siècle. Au n° 73, Maxime Lisbonne ouvre dès 1893 un cabaret où s'invente la revue de cabaret ; Maurice Ravel, qui habitait le même numéro entre 1886 et 1896, en fut sans doute l'un des voisins attentifs. Toulouse-Lautrec lui-même peint le cabaret d'Armande au n° 75, rendez-vous lesbien discret et sulfureux. Dans l'entre-deux-guerres, le Music Box au n° 53 devient l'un des temples du jazz hot, et au n° 62 — où Étienne Carjat avait installé son atelier photographique en 1866 — Django Reinhardt fera sonner sa guitare manouche. Une discothèque de bronze enchâssée dans le sol au n° 69-71 rappelle aujourd'hui, depuis 1995, le passage du méridien de Paris : cent trente-cinq plots jalonnaient à l'origine cette ligne invisible qui traverse l'histoire.