Chemin tracé vers 1790 pour relier Vaugirard au camp de la plaine de Grenelle puis élargi, cette rue doit son nom à Mademoiselle, fille du duc de Berry, qui, le 2 septembre 1827, assista, avec la duchesse d’Angoulême, sa tante, à la pose de la première pierre de l’église Saint Jean Baptiste de Grenelle.
Les prolongements de cette rue, qui, en 1804, était limitée à la section comprise entre les rues Quinault et de la Croix Nivert, furent décidés en 1844, mais ne furent commencés que sous le second Empire.