Ce toponyme a été adopté dans le cadre de l'harmonisation des noms de rues, rendue nécessaire par le regroupement municipal du 1er janvier 2002.

Les mitrelles sont des plantes herbacées de petite taille (de 20 à 45 centimètres), membres de la famille des Saxifragées. Elles croissent tant en Asie de l'Est qu'en Amérique du Nord. Elles se caractérisent entre autres par leurs délicates hampes florales qui se dressent au-dessus des feuilles groupées au sol. Les graines sont contenues dans des capsules en forme de mitre, à l'origine du nom de la plante. Très répandue dans les régions froides du nord et de l'est du Québec, la mitrelle nue (Mitella nuda) produit en été de minuscules fleurs verdâtres le long d'une tige poilue, parfois dotée d'une unique feuille. La mitrelle à deux feuilles (Mitella diphylla) est aussi commune au Québec, mais elle préfère les régions tempérées, en particulier les zones des érablières riches. Ses petites fleurs crème, qui s'épanouissent au printemps, forment des épis lâches le long d'une hampe pourvue d'une paire de feuilles. À cause de ses fleurs finement découpées, semblables à des flocons de neige, cette espèce est considérée comme l'une des merveilles de la flore québécoise.

Ancien toponyme
La rue des Mitrelles portait à l'origine le nom de rue Valmont, adopté en 1963 par la Municipalité de Sainte-Brigitte-de-Laval, où la rue se situe en majeure partie. Ce nom avait été choisi par le promoteur qui avait procédé au lotissement du secteur en 1963. La première syllabe Val évoque le toponyme Sainte-Brigitte-de-Laval, tandis que la syllabe mont fait allusion au relief montagneux qui caractérise cette région.