Cette rue a été nommée en souvenir de la seigneurie accordée en 1672 à Jacques de Chambly (vers 1640-1687), capitaine au régiment de Carignan-Salières. Celle-ci longe la rivière des Iroquois (Richelieu), au bord de laquelle le sieur de Chambly a fait construire sept ans auparavant le fort Saint-Louis. L'établissement, auquel il donne son nom, devient un élément essentiel du système de défense de la région. En 1673, Jacques de Chambly se rend en Acadie pour occuper le poste de gouverneur mais il est fait prisonnier par les Anglais qui l'emmènent à Boston. Rapatrié en France en 1676, il devient gouverneur de la Grenade quelques années plus tard. Il lègue alors sa seigneurie à sa fiancée, Marie-Françoise de Thavenet. Chambly meurt à la Martinique en 1687, peu de temps après sa nomination comme gouverneur de l'endroit.

Reconstruit en 1711, entièrement restauré en 1983, le fort du sieur de Chambly veille toujours au pied des rapides de la rivière Richelieu. Il est devenu le lieu historique national du Canada du Fort-Chambly, l'un des principaux attraits de la ville de Chambly.

Ancien toponyme
La rue de Chambly portait initialement le nom d'avenue Chambly, adopté vers 1955.