Cette voie qui était initialement une partie de la rue de Morny devint par la suite la section sud-ouest de la rue Pierre-Charron et reçoit par délibération municipale du sa dénomination actuelle, dans le contexte de l'amitié franco-serbe[1].
No 12 : l’écrivain Nathalie Sarraute (1900-1999) a longtemps vécu à cette adresse, dans un vaste appartement situé au premier étage[3]. Dans le même immeuble, le cinéaste François Truffaut avait également un appartement[4].
No 22 : bâtiment où sont les bureaux de la société de production les Films du Losange créée par Éric Rohmer et Barbet Schroeder, ainsi que les bureaux de la Compagnie Éric Rohmer, seconde société de production créée par le cinéaste[5],[6].
No 26 : immeuble où, au début des années 1990, Jean-Luc Godard et Anne-Marie Miéville installent les locaux de leur société de production Periphéria[7].
No 41 : hôtel particulier du marquis de Sers, conçu par l'architecte Jules Pellechet, devenu établissement de soins au début du XXe siècle, puis transformé en hôtel de voyageurs en 1935, en conservant le nom d’Hôtel de Sers. Cet établissement est classé cinq étoiles depuis 2009.
No 25.
Bâtiments détruits
No 37 : hôtel particulier de M. W. Blumenthal en 1910[10].
No 39 : hôtel particulier du comte de Suzannet en 1910[10].
Habitants célèbres
Hervé Vilard, chanteur français (Capri c'est fini, Nous, Reviens, Je l'aime tant, Méditerranéenne, etc.) réside avenue Pierre-Ier-de-Serbie à partir de 1981. Il vivait entre 1969 et 1979 en Amérique latine. Entre 1965 et 1969, puis entre 1979 et 1981, il habitait avenue des Champs-Élysées avec sa mère[11].
Mylène Farmer, chanteuse française, demeure dans cette avenue de 1994 à 2004.
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