Percée dans la première moitié du XVIIIe siècle par une série de lettres patentes (1732, 1733, 1757, 1758), la rue Royale naît d'un geste urbain royal : ouvrir un accès majestueux à la toute nouvelle place Louis XV, future place de la Concorde. C'est Ange-Jacques Gabriel, l'architecte qui dessina les deux hôtels jumeaux encadrant la place, qui en fixe le gabarit monumental — 22 mètres de large pour 282 mètres de long. La rue reçoit son nom officiel par lettres patentes de 1757 et arrêt du Conseil du Roi de 1768, mais la Révolution lui substituera successivement « rue de la Révolution » puis « rue de la Concorde » avant que la Restauration ne lui rende sa dénomination royale. Gabriel lui-même habite au n° 8 en 1772, comme pour veiller sur son œuvre.
La rue est vite peuplée de figures marquantes. Jean-Baptiste Antoine Suard, le censeur royal qui refusa jadis la représentation du Mariage de Figaro, y finit sa vie au n° 13. Germaine de Staël s'y installe au n° 6 lors de la Restauration. La Rochefoucauld-Liancourt, fondateur de l'école des Arts et Métiers, y meurt au n° 9 en mars 1827. Le physiologiste Claude Bernard y séjourne de 1859 à 1863, et l'inventeur Philippe de Girard y rend l'âme en 1845. Au n° 16, une pâtisserie ouvre en 1862 dans un décor que Marcel Proust fréquentera assidûment et glissera dans ses romans.
Mais c'est sous la Commune de Paris que la rue Royale s'embrase véritablement. En mai 1871, le général Paul Antoine Brunel, chargé de la défense de la Concorde, installe son état-major au n° 21. Des barricades barrent la chaussée à hauteur des n° 1-2 et 14-17 ; les Fédérés y plantent une potence grotesque ornée d'un rat mort, avec l'inscription « Mort à Thiers, Mac-Mahon et Dudrot, les rongeurs du peuple ». Les troupes versaillaises parviennent à déborder les défenseurs en s'infiltrant par la cité Berryer. Les immeubles des n° 15-19 sont incendiés et rasés durant la Semaine sanglante. De cette rue royale par excellence, il ne reste bientôt qu'un champ de ruines fumantes.
La paix revenue, la rue se réinvente en adresse de prestige : le café Weber (n° 21, ouvert en 1865) devient repaire d'écrivains, et Maxim's ouvre en 1893 au n° 3, à l'emplacement d'un ancien glacier. Guy de Maupassant a auparavant taillé sa plume pendant quatre ans comme employé au ministère de la Marine (n° 2-4). La rue reste un baromètre de l'histoire : en août 1914, une affiche de mobilisation générale est placardée sur son mur d'angle, et en 1940 c'est au n° 3 que se tissent les premières bases de la Collaboration.