Картина создавалась в два этапа. Тетрадь, которая легла в основу выставки «Анатомия кубизма», принадлежит ко второму. Здесь художник размышляет уже не над композицией, а над деталями, прорабатывая отдельных персонажей. В этой тетради мы находим не только множество эскизов к будущим «Авиньонским девицам», она также становится хроникой домашней жизни художника.

Идея написания грандиозного полотна появилась у Пикассо во время его путешествия в испанскую деревню Госоль летом 1906 года. Посещение этого места послужило сильнейшим импульсом для нового витка его творчества. 

Художник понимает, что хочет создавать совершенно другое искусство: «Они (импрессионисты) хотели изобразить мир таким, каким они его видели. Меня это не увлекает. Я хочу изобразить мир таким, каким я его мыслю». В это время в Париже проходят ретроспективы Поля Сезанна и Поля Гогена, активно выставляется Анри Матисс, чьи новаторские произведения шокируют публику. Одним из наиболее провокативных полотен этого времени можно считать «Голубую обнаженную» Матисса: вместо классической позы одалиски художник представляет новую, как бы вывернутую форму. Несомненно, эта наделавшая шума работа побуждает Пабло Пикассо вступить в соперничество. 

Начиная разрабатывать композицию картины в конце 1906 года, Пикассо находился под впечатлением от выставлявшейся в Лувре архаической иберийской бронзовой скульптуры, обнаруженной в ходе раскопок неподалеку от Малаги. Она привлекла художника новизной форм и пренебрежением к тонкой отделке. Первый этап работы над полотном продлился до конца марта 1907 года.

Весной 1907 года наступает второй этап написания картины. По совету художника Андре Дерена Пикассо посещает Этнографический музей Трокадеро, где открывает для себя африканское искусство и куда впоследствии он возвращается много раз. Под влиянием трибального искусства Пабло Пикассо переписывает две фигуры на картине, что объясняет несоответствие между правой и левой частями полотна. 

Представленная на выставке тетрадь, в которой художник делал зарисовки в мае — июне 1907 года, относится ко второму этапу работы. Она долгое время находилась в собрании наследников мастера и только в 2006 году была приобретена Домом-музеем Пикассо в Малаге — городе, в котором в 1881 году родился Пабло Пикассо.