Cette voie de l'ancienne commune de Grenelle portait le nom de « rue Herr », du nom d'un géomètre qui traça les plans de Grenelle, avant son rattachement dans la voirie de Paris en 1863. Elle a pris son nom actuel par arrêté du .
Une partie de l'avenue Félix-Faure a été détachée, en 1907, pour former la place Étienne-Pernet.