Ce toponyme perpétue le souvenir de Jacques Cartier (1491-1557) et de François de La Rocque de Roberval (vers 1500-1560), qui ont tenté d'implanter sur ce site, au nom du roi de France, la première colonie française en Amérique du Nord. En 1541, à l'embouchure de la rivière du Cap Rouge, Cartier construit deux établissements fortifiés, l'un au sommet du promontoire, l'autre en bas. Devant les conditions adverses, Cartier abandonne les lieux dès l'année suivante et Roberval prend le relais. Il n'a pas plus de succès que son prédécesseur : les survivants de l'aventure rentrent en France en 1543. Des vestiges de cette première tentative de colonisation ont été découverts en 2005. Depuis, une vaste campagne de fouilles archéologiques a permis de mettre au jour des milliers d'artefacts et les restes d'au moins cinq aires de construction témoignant de cette entreprise. Ces découvertes font du parc Cartier-Roberval un site historique et archéologique exceptionnel.