De Champs-Élysées waren oorspronkelijk velden en marktpleinen, totdat in 1616 Maria de' Medici besloot om de lange tuin van de Tuilerieën uit te breiden met een lange avenue begrensd door bomen. Een eeuw later, in 1716, is op een kaart van Parijs door Guillaume de L'Isle zichtbaar dat een klein aantal wegen, pleintjes en velden er nog steeds voor zorgden dat de grote axe (verbindingsweg) van de tuinen van de Tuilerieën tot aan de nieuw gebouwde Avenue des Tuileries werd onderbroken. In 1724 werd de avenue aangesloten aan de tuinen en verder verlengd, tot achter de Place de l'Étoile. De "Elysese velden" waar de avenue naar is genoemd, bestonden uit open parken, die al gauw werden beplant met strakke lijnen bomen. Het verguisde "Vieux Louvre" (zoals het werd genoemd op kaarten) in het oosten, nog steeds ingekapseld door gebouwen, maakte geen deel uit van de lijn. Op een kaart uit 1724 is de Grande Avenue des Champs-Elisée zichtbaar, vanuit het westen naar de nieuwe Place du Pont Tournant, tegenwoordig de Place de la Concorde.

Aan het eind van de 18e eeuw was de Champs-Élysées uitgegroeid tot een populaire laan; de bomen aan de zijkanten waren zo dik geworden dat er rechthoekige grasvelden ontstonden (cabinets de verdure). De tuinen van de huizen langs de Faubourg St-Honoré, die parallel aan de avenue liep, 'vergroeiden' met de beplanting langs de Champs-Élysées. De grootste van deze huizen was het Élysée, een halve cirkel van huizen die nu de noordzijde van de rotonde om de Place de la Concorde vormt. Koningin Marie Antoinette volgde muzieklessen in het grote Hôtel de Crillon aan het plein. De avenue die hiervandaan naar de Place de l'Étoile liep, werd gebouwd tijdens de periode van het Eerste Franse Keizerrijk. De Champs-Élysées zelf werd in 1828 eigendom van de stad, waarna er voetpaden, fonteinen en gaslantaarns werden aangelegd. Door de jaren heen heeft de avenue meerdere verbouwingen ondergaan; de recentste was in 1994, toen de trottoirs werden verbreed.

De Champs-Élysées is, vanwege zijn grootte en ligging ten opzichte van bekende Parijse monumenten als de Arc de Triomphe, het toneel geweest van meerdere beroemde en beruchte militaire parades, waaronder de intocht van Duitse troepen na de Slag om Frankrijk op 14 juni 1940 en de aansluitende intocht van de Amerikanen na de bevrijding van Parijs op 25 augustus 1944.