Nommée d'après l'ancien village de La Chapelle, né autour d'un oratoire de saint Denis.
Selon la tradition, sainte Geneviève fit édifier cet oratoire ici, sur l'ancienne route du nord. Le village, aussi appelé La Chapelle-Saint-Denis, a été rattaché à Paris en 1860. La station, construite à l'emplacement de la barrière de la Chapelle du mur des Fermiers généraux, a ouvert en 1903.