Au XVIIe siècle, ces terrains (le Kasteelveld) appartenaient au chevalier Corneille de Man. Son château de Watermael était situé en contrebas de l' avenue du Barbeau, à peu près à la hauteur de l’actuelle rue des Pêcheries.
Cinq avenues furent tracées sur le Kasteelveld, selon décision du . Le , les noms pressentis pour les rues étaient :
avenue du Kasteelveld,
avenue de Montgen,
avenue de Beaulieu,
avenue de Terlinden et
avenue de Cordeboeuf.
Le 15 mai 1937, le collège leur choisit cependant le nom d'Avenue du Barbeau.
Origine du nom
Elle porte le nom du barbeau, un poisson de la famille des cyprinidés (famille des carpes) en l’honneur de l’étang de pêche situé plus bas.