Une première partie de l'avenue a été ouverte en 1862, entre la place Gambetta et le boulevard Mortier sous le nom de « rue de la Dhuys ». La partie de cette avenue entre la porte des Lilas et la rue Pelleport est tracée dans le territoire de l'ancien parc du château de Ménilmontant, aliéné à la fin du XVIIIe siècle et loti au cours de la première moitié du XIXe siècle dans l'ancienne commune de Belleville annexée à la ville de Paris en 1860. Cet espace était cependant encore peu construit à cette date.
L'ensemble de cette voie prend le nom d'« avenue Gambetta » en 1893.
En 1910, l'avenue est amputée de la partie qui débouchait sur le boulevard de Ménilmontant pour former la place Auguste-Métivier et absorbe un tronçon de la rue des Prairies.
No 95 : l'immeuble du 95, avenue Gambetta et du 1, rue de la Chine, est un immeuble de rapport de sept étages, construit par l'architecte François-Adolphe Bocage (1860-1927). Il fait partie d'un ensemble de six immeubles construits par le même architecte entre l'avenue Gambetta, la rue de la Chine et la rue des Gâtines. Lui appartenant personnellement, c'est le seul immeuble de l'ensemble qui se distingue par sa façade plus travaillée de style Art nouveau. La demande du permis de construire est publiée le . Bocage fait appel au céramisteAlexandre Bigot pour orner sa façade en briques d'ornements en grès flammé, principalement des frises au niveau du premier et du cinquième étage. Les deux oriels, donnant l'un sur l'avenue Gambetta et l'autre sur la rue de la Chine, possèdent des soubassements amplement décorés de motifs végétaux. La porte d'entrée en fer forgé représente des paons faisant la roue, motif fréquent en Art nouveau. Au-dessus de la porte, une salamandre se repose sur des feuilles de nénuphar (immeuble inscrit sur la liste des protections patrimoniales du 20e arrondissement[2]).