Cette avenue doit son nom à ce qu’elle conduisait au village de Villiers-la-Garenne qu’a absorbé la commune de Levallois-Perret.
Elle a fait partie, en 1858, de la route départementale n° 15 partant de la barrière de Monceaux et s’est appelée de 1858 à 1873, boulevard de Neuilly.