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Rue animée sur l'ensemble de son parcours, elle est bordée d’arbres et prolongée à l’est par la rue de Tolbiac (13e arrrondissement), à l'ouest par la rue de Vouillé (15e arrondissement). Elle coupe l’avenue du Général-Leclerc à la hauteur de la place Victor-et-Hélène-Basch, dominée par l'église Saint-Pierre de Montrouge.
D'est en ouest, la rue d'Alésia croise la rue de la Glacière, la rue de la Santé, l'avenue René-Coty, la rue de la Tombe-Issoire, l'avenue du Général-Leclerc, le rue des Plantes, la rue Raymond-Losserand et la rue Vercingétorix.
Cette longue artère résulte de la fusion en 1868, d'une rue ouverte, de 1863 à 1870, entre l'avenue Reille et la place Victor-et-Hélène-Basch sous le nom d'Alésa, avec une rue issue d'un vieux chemin champêtre entre la place Victor Basch et la rue de Vouillé. Ce chemin tracé sur un terrain ayant appartenu aux Cordelières de Saint-Marcel, existait en 1730. Appelé chemin de la Justice et aussi, en 1804, des Bœufs (d’où le nom de Pont-aux-Bœufs, donné un certain temps au pont de chemin de fer qui domine l’extrémité ouest de la rue d’Alésia), il entra dans la composition de la route reliant le Petit-Montrouge à Vaugirard, Grenelle et Passy (cf. r. de l’Abbé Groult). Ce fut la route, puis le boulevard du Haut-Transit, section, en 1851, de la route départementale n°10. Le nom d’Alésia, donné à cet ensemble en 1868, rappelle la ville où, en l’an 52, Vercingétorix résista sept mois à Jules César.
N° 16 _ Ancien débouché de la cité d’Alésia, de 1869, fermée en 1908, qui aboutissait 13 rue du Commandeur.
N° 72 _ L’écrivain Rosny aîné, de son vrai nom Honoré Boex (1856-1940), habitait à cet endroit en 1910. Il devait habiter par la suite le n°39 de la rue Didot.
N° 99 _ Emplacement d’une salle pour « noces et banquets », lieu de réunions publiques, où se tint, en décembre 1808, le cinquième congrès panrusse du parti ouvrier social-démocrate animé par Jaurès et Vaillant et que suivit Lénine, récemment imigré.
N° 114 _ Ex-casino de Montrouge en 1910, actuellement Magasin Bricolex
N° 134 _ Asile de vieillards (fondation Tisserand), transformé en Résidence appartement Tisserand (foyer logement)