Nommée d'après la rue Michel-Ange et la rue d'Auteuil.
La rue Michel-Ange, ouverte en 1862, reçut par décret du 2 mars 1864 le nom de Michel-Ange (1475-1564), sculpteur, peintre et architecte italien. La rue d'Auteuil était la rue principale de l'ancien village d'Auteuil, rattaché à Paris en 1860. Elle prit son nom actuel par un arrêté du 20 juillet 1868, qui réunissait la grande rue d'Auteuil et une partie de la rue Molière.