« Ce soir-là nous étions assis à la terrasse de la Closerie et regardions la nuit tomber et les gens passer sur le trottoir et la lumière grise du soir changer, les deux whisky-sodas que nous bûmes n'exercèrent pas d'effets chimiques sur Scott. Je le guettais soigneusement pourtant, mais ils ne se produisirent pas, et Scott ne me posa pas des questions éhontées, ne fit rien d'embarrassant, ne prononça pas de discours et se conduisit comme un être normal, intelligent et charmant. »  Hemingway. 

Selon la légende, La Closerie a été bâtie sur un ancien terrain où précédemment surgissait le Château de Vauvert (ou Val vert), ayant appartenu au fils de Hugues Capet, Robert le Pieux. On raconte que l'endroit, après la mort de son propriétaire, fut hanté par le diable, ce qui donna lieu à la célèbre expression « aller au diable vauvert ». Deux siècles plus tard, Saint Louis décida de donner le domaine aux Chartreux, pour qu'ils exorcisent le lieu. 

En 1847, François Bullier fit construire la première closerie. Il emprunta le nom d'une pièce théâtrale très connue à l'époque, La Closerie des Genets de Frédéric Soulié, et planta des lilas. Le bal Bullier devint un important lieu de rassemblement. Ce furent les héritiers de Bullier qui, en 1883, rebaptisèrent le lieu de son nom, désormais fameux, de La Closerie des lilas, qui devint par la suite le premier café à donner sa réputation artistique au quartier Montparnasse. 

Vers la fin du XIXe siècle, il est fréquenté par les naturalistes, d'abord Zola, qui y amène ses amis, puis Paul Cézanne, Théophile Gautier, Charles Baudelaire et les frères Jules et Edmond de Goncourt. La Closerie devient le centre névralgique de la création littéraire et de la rencontre artistique. Paul Verlaine y établit son quartier général, accompagné par Rimbaud. 

En 1906, nous y trouvons André Gide en compagnie de l'austère Jean Schlumberger et de Van Rysselberghe. Paul Gordeaux, journaliste, humoriste et critique dramatique, écrit dans les mêmes années ses articles sur un coin de table, après être sorti du théâtre, en compagnie de son épouse Amable. Les peintres du Bâteau-Lavoir et Edmond-Marie Poullain sont aussi des habitués de l'établissement, et les « Mardis de la Closerie » deviennent un célèbre rendez-vous intellectuel. D'autres personnalités, surtout des peintres, des sculpteurs, voire des prétendants aspirants artistes, viennent s'ajouter au groupe Charles Guérin, le Norvégien Diriks, le Suédois Carle Palme, font partie du cercle qui se forme autour de La Closerie. L'avant-garde artistique parisienne en occupe les tables, cette même avant-garde qui fait scandale par sa révolution picturale, anti-classiciste et antiacadémique. On y retrouve Marcel Duchamp, Jacques Villon, Fernand Léger, Constantin Brancusi, Albert Gleizes, et Matzinger.

Paul Fort (baptisé en 1912 le « prince des poètes ») y vient pour jouer aux échecs avec Lénine. Paul Fort, encore lui, y impose son cénacle des poètes qui tournent autour de la revue Vers et prose. Pendant l'hiver 1908-1909, les symbolistes commencèrent à y tenir leurs réunions du « mardi ». Un grand nombre de poètes et d'écrivains de valeur furent des fidèles habitués de ces soirées très animés, et y créèrent une ambiance très particulière. Parmi les assidus, il y avait Gustave Kahn, qui, avec Jules Laforgue, était considéré comme l'initiateur du « vers libre ». Y venaient aussi ses amis, gens de lettres, peintres, poètes, sculpteurs, surtout Guillaume Apollinaire et Alfred Jarry. C'est par ailleurs grâce à l'intermédiation d'Apollinaire que Pablo Picasso prit à son tour l'habitude de fréquenter l'endroit, pour en devenir un fidèle pilier. 

Il y avait aussi les Italiens. Ardengo Soffici, artiste, homme de lettres, s'y rend pour voir son ami compatriote, le philosophe toscan Giovanni Papini. Les peintres Carlo Carrà et Gino Severini, qui épousera Jeanne, la fille du maître de céans, viennent y introduire les idées futuristes, sans oublier Filippo Tommaso Marinetti. Gino Severini, en particulier, laisse un très long témoignage de la vivacité culturelle, artistique et poétique qui régnait, depuis la fin du XIXe siècle, dans ce lieu. Il y fut amené d'ailleurs par Marinetti, alors de passage à Paris : 

« Ce café littéraire a une grande importance pour moi, car j'y ai rencontré Jeanne Fort, qui devint par la suite mon épouse, événement qui décida de toute mon existence. Mais s'il a beaucoup d'importance pour moi, il en a une plus grande encore pour l'histoire de la poésie. A Paris et à l'étranger, puisqu'y venaient des poètes et des écrivains du monde entier et nombreux sont certainement encore ceux qui, dans le champ intellectuel et littéraire, se souviennent de ce café. […] La première fois que j'allais à la Closerie, ce ne fut pas un mardi ; Marinetti, étant de passage à Paris, voulut à tout prix m'y conduire : je connaissais le café de nom (ainsi que nombre de ses habitués), mais je ne voulais pas y aller, car mon milieu de Montmartre me suffisait et je ne tenais pas à faire de connaissances dans le monde des arts.  […] Le peu de sympathie que Picasso et moi avions pour le milieu de Montparnasse dérivait aussi du fait que nous voyions en beaucoup de ces personnalités les représentants d'un type de bohème dépassée, d'une « bohème » à la Mürger aux cheveux longs, etc. Nous étions nous aussi, c'est vrai, des Bohèmes, mais de notre temps, en salopette bleue ou marron, « casquettes », etc., ou peut-être « complet-veston » et « chapeau-melon ». […] Marinetti me conduisit donc à la Closerie un soir où il y avait peu de monde, en majorité des bourgeois, et là, au fond de la seconde salle, il y avait Paul Fort avec sa famille et quelques amis. Marinetti, peu éduqué à l'italienne, me laissa dans la première salle à fumer la pipe devant une tasse de café pendant très longtemps, jusqu'à ce qu'une des dames, je crois madame Paul Fort, par curiosité, fit observer à Marinetti qu'il m'avait fait assez attendre. Alors il m'appela et me présenta au groupe, qui m'accueillit avec la plus grande cordialité. […] Il ne faut pas croire, du reste, que les conversations de ces réunions fussent toutes relatives aux arts ou à la poésie ; pour rien au monde ; en premier lieu se nouaient et se dénouaient amours et amourettes en tout genre ; et puis on parlait d'affaire ou des choses les plus indifférentes. Jamais entendu parler de politique. […] Pour l'amour de la chronique je dois dire que, du jour de ma première visite à la Closerie, jusqu'à la fête du Jeudi gras 1913, j'avais fait de grands progrès dans l'intimité et dans l'amitié de nombreuses personnes, mais surtout de la petite Jeanne Paul Fort. Je n'avais pas pressenti le danger énorme de tomber sérieusement amoureux : j'avais établi une fois pour toute qu'un vagabond aventurier et misérable comme moi ne tombe pas amoureux et je me croyais à l'abri. Je devais me rendre compte que certains a priori, comme tous les a priori, valaient bien peu au contact de la vie et qu'elle l'emporta comme un souffle. »
Extrait de La vita di un pittore, Gino Severini, Garzanti 1946, traduit de l'Italien par Gérard-Georges Lemaire, in Les cafés littéraires, Henri Veyrier, Paris, 1987, p. 157-161)

À l'issue de la première Guerre mondiale, la Closerie connaît un changement de la population qui prend place à ses tables. De nombreux écrivains anglo-saxons, surtout des américains qui étaient partis volontaires pendant la Grande Guerre, décident de rester à Paris et s'installent entre Saint-Germain-des-Prés, Clichy et Montparnasse. Ernest Hemingway est l'un d'entre eux, probablement celui qui a laissé la plus grande empreinte sur le bar parisien, grâce à ses écrits, Le soleil se lève aussi et Paris est une fête, où il décrit longuement le café, pour l'immortaliser dans la littérature mondiale du siècle dernier : 

«  Il n'était pas de bon café plus proche de chez nous que la Closerie des Lilas, quand nous vivions dans l'appartement situé au-dessus de la scierie, 113 rue Notre-Dame-des-Champs, et c'était l'un des meilleurs cafés de Paris. Il y faisait chaud, l'hiver ; au printemps et en automne, la terrasse était très agréable, à l'ombre des arbres, du côté du jardin et de la statue du maréchal Ney, et il y avait aussi de bonnes tables sous la grande tente, le long du boulevard. Deux des garçons étaient devenus nos amis. Les habitués du Dôme ou de la Rotonde ne venaient jamais à la Closerie. Ils n'y trouvaient aucun visage de connaissance et nul n'aurait levé les yeux sur eux s'ils étaient venues. En ce temps-là, beaucoup de gens fréquentaient les cafés du carrefour Montparnasse-Raspail pour y être vus et, dans un certain sens, ces endroits jouaient le rôle dévolu aujourd'hui aux « commères » des journaux chargées de distribuer des succédanés quotidiens de l'immortalité. La Closerie des Lilas était, jadis, un café où se réunissaient plus ou moins régulièrement des poètes, dont le dernier, parmi les plus importants, avait été Paul Fort, que je n'avais pas lu. Mais le seul poète que j'y rencontrai jamais fut Blaise Cendrars, avec son visage écrasé de boxeur et sa manche vide retenue par une épingle, roulant une cigarette avec la main qui lui restait. C'était un bon compagnon, tant qu'il ne buvait pas trop et, à cette époque, il était plus intéressant de l'entendre débiter des mensonges que d'écouter les histoires vraies racontées par d'autres. Mais il était le seul poète qui fréquentait la Closerie des Lilas en ce temps-là, et je ne l'y rencontrai qu'une seule fois. La plupart des consommateurs étaient des vieux barbus aux habits râpés, qui venaient avec leurs femmes ou leurs maîtresses, et arboraient ou non le fin ruban rouge de la Légion d'honneur au revers de leur veston. Nous espérions que tous étaient des scientifiques ou des savants et ils restaient assis devant leurs apéritifs presque aussi longtemps que les hommes aux costumes plus fripés qui s'installaient devant un café crème avec leurs femmes ou leurs maîtresses et arboraient le ruban violet des Palmes Académiques, qui n'avaient rien à voir avec l'Académie française, mais désignait, selon nous, les professeurs et les chargés de cours. La présence de tous ces gens rendait le café accueillant, car chacun s'intéressait aux autres et aux apéritifs, cafés ou infusions qu'ils consommaient, et aux journaux et magazines fixés à des baguettes pour que leur lecture en fut facilitée, et nul ne songeait à se donner en spectacle. On y rencontrait aussi d'autres consommateurs, des habitants du quartier fréquentaient la Closerie, certains d'entre eux décorés de la Croix de Guerre et d'autres avec le ruban jaune et vert de la Médaille militaire, et j'observais avec quelle habilité ils remédiaient à la perte d'un de leurs membres, et évaluais la qualité de leurs yeux de verre et l'adresse avec laquelle leurs visage avaient été remodelés. Il y avait toujours une sorte de masque brillant et irisé sur les visages qui avaient été les plus retouchés, un peu comme les reflets d'une piste de neige bien tassée, et nous respections ces consommateurs, bien que ces derniers eussent probablement rempli leurs devoirs militaires, eux aussi, tout en échappant à la mutilation.» (p. 96-98) 

Hemingway s'entretient à la Closerie avec ses amis, et notamment Ford Madox Ford, l'auteur du Bon soldat, et Ezra Pound. On y trouve aussi F. Scott Fitzgerald et Henry Miller. C'est ici, par ailleurs, à la terrasse, que Fitzgerald fait lire pour la première fois son manuscrit, Gatsby le Magnifique, à Hemingway. La nuit, on peut y  rencontrer d'autres artistes arrivées de quatre coins du monde, et notamment Amedeo Modigliani, Germaine Tailleferre, Kees van Dongen, Jean-Paul Sartre, Paul Éluard, Samuel Beckett et Man Ray. 

En 1919, Louis Aragon devient un client assidu, suivi par le fondateur du mouvement dada, le roumain Tristan Tzara, débarqué depuis peu en France. C'est à ce moment-là qu'il provoque une brusque et dure rupture avec Breton, et l'empêche d'organiser un rassemblement international de tous les mouvements d'avant-garde, et qu'il rédige une déclaration pour refuser sa confiance au Congrès de Paris, provoquant ainsi la mort du dadaïsme Français. Cette scission n'empêchera pas Breton d'écrire son manifeste, paru en 1924, au nom de l'art surréaliste, texte-fondateur de toute une génération de poètes, d'écrivains et d'artistes qui continueront à se retrouver derrières les tables de La Closerie. L'établissement, assiégé par les surréalistes, devient ainsi le théâtre du scandale, dans la nécessité propre au mouvement d'épater, de bouleverser, de bluffer la bourgeoisie. En juillet 1925, à l'occasion du banquet organisé en l'honneur de Saint-Pol Roux, les adeptes du mouvement surréaliste décident d'infliger une leçon à Rachilde, l'épouse de Valette, alors directeur du Mercure de France, suite à des propos chauvins qu'elle avait tenus, propos qui répugnent à Breton et à ses amis. Ils s'infiltrent dans la cérémonie et insultent les dames, provoquant une bagarre durant laquelle Max Ernst  hurle : « À bas l'Allemagne ! » tandis que Michel Leiris, de son côté et bien plus discrètement, vocifère : « À bas la France ! ». Dans cette agitation, entre un cri d'une bonne dame et l'affront des hommes de lettres, Louis Aragon rencontre celle qui deviendra sa muse, Elsa Triolet, alors la femme de Paul Éluard, envoyée par son pays exprès afin de le séduire. À la fin de la cérémonie, plusieurs surréalistes sortent de La Closeries blessés, tandis que d'autres termineront directement au poste de police. 

L'histoire de cet établissement ne s'arrête pas à cette date. Mais jamais plus il ne connaîtra une telle importance dans la géopolitique de la culture parisienne. Pendant les années soixante-dix et au début des années quatre-vingt, on peut y voir, le soir, Philippe Sollers et les collaborateurs de Tel Quel, Jean Edern-Hallier, Jaques Lacan et le clan des psychanalystes de son école et des auditeurs de son séminaire. Aujourd'hui, encore Dan Franck, Frédéric Beigbeder, Tonino Benacquista ou Tatiana de Rosnay fréquentent l'établissement. 

Depuis 2006, le jury du prix du livre incorrect se réunit, au début de chaque année, à La Closerie des Lilas, perpétuant la tradition artistique et littéraire du fameux restaurant.

Curiosité : Renaud en fait l'éloge dans la chanson À la Close, tirée de son album Rouge Sang, café qu'il fréquenta pendant sa dépression et où il rencontra son ex-future épouse Romane Serda.