La rue Charlemagne est une rue ancienne du 4e arrondissement de Paris. Elle est située dans le quartier Saint-Gervais (14e quartier administratif de Paris) près du quartier Saint-Paul.
La rue Charlemagne, d'une longueur de 236 mètres, est située dans le 4e arrondissement, quartier Saint-Gervais, et commence au 31, rue Saint-Paul et finit au 2, rue de Fourcy et au 14, rue des Nonnains-d'Hyères.
Le quartier est desservi par la ligne 1 à la station Saint-Paul.
Elle porte le nom de Charlemagne, roi des Francs et empereur, qui a créé la dynastie des Carolingiens.
Dans la partie qui avoisinait le mur d'enceinte de Philippe Auguste, cette voie publique était confondue avec la rue de Jouy, dont elle faisait la prolongation.
On l'appelait aussi « rue de la Fausse-Poterne-Saint-Paul », parce qu'elle aboutissait à une fausse porte de l'enceinte de Philippe Auguste. L'extrémité de cette rue se nommait « rue de l'Archet-Saint-Paul ».
Elle est citée dans Le Dit des rues de Paris, de Guillot de Paris, sous le nom de « rue des Poulies-Saint-Pou ». Elle est citée sous le nom de « rue des Prestres » dans un manuscrit de 1636 ou le procès-verbal de visite indique qu'elle est « trouvée orde, salle et pleine de boues et immundices ».
Elle prit par la suite le nom de « rue des Prêtres-Saint-Paul », du fait que la plupart des prêtres de l'église Saint-Paul y demeuraient.
Une décision ministérielle du 8 prairial an VII () signée François de Neufchâteau fixe la largeur de cette voie publique à 7 mètres. Cette largeur est portée à 10 mètres, en vertu d'une ordonnance royale du .
Au XIXe siècle, cette rue, alors appelée « rue des Prêtres-Saint-Paul », d'une longueur de 171 mètres, qui était située dans l'ancien 9e arrondissement, quartier de l'Arsenal, commençait aux 31-33, rue Saint-Paul et finissait au 2, rue de Fourcy et au 26, rue des Nonnaindières.
Les numéros de la rue étaient rouges. Le dernier numéro impair était le no 23 et le dernier numéro pair était le no 30.
Par ordonnance royale du , la rue des Prêtres-Saint-Paul prend le nom de « rue Charlemagne ».
Le 12 avril 1918, durant la Première Guerre mondiale, le no 5 rue Charlemagne et le lycée sont touchés lors d'un raid effectué par des avions allemands.
La rue comprise dans le périmètre de l'îlot insalubre n° 16 est touchée par cette opération de rénovation urbaine des années 1940 et 1950 sur sa rive nord (numéros impairs) : les maisons des nos 9 à 13 sont démolies, également celles des nos 19 à 23 à l'emplacement desquelles un immeuble est construit en recul de l'ancien alignement (pour élargir ce tronçon) et l'immeuble du nos 25 est restauré.
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