Commençant à la route départementale 77A, à l'intersection de l'avenue Gabriel-Péri et de la rue des Meuniers, elle croise notamment la rue de Verdun, et se termine au rond-point des Martyrs-de-Châteaubriant, où convergent l'avenue Victor-Hugo et l'avenue Louis-Pasteur.
Elle est nommée en l'honneur de l'écrivain Henri Barbusse (1873-1935).
Historique
Cette voie de circulation s'appelait jadis chemin de la Madeleine[5], ancien chemin rural remblayé en mâchefer[6]. La Madeleine était un lieu-dit de Bagneux[7]; l'allé de la Madeleine et la résidence Madeleine en conservent la trace.
Les travaux d'extension du métro ont entraîné la destruction de plusieurs immeubles datant des années 1960[8].