Cette rue a été nommée en souvenir de la seigneurie concédée en 1637 à la duchesse d'Aiguillon, pour le compte des Hospitalières de Québec, au lieu-dit des Grondines. La seigneurie occupe une pointe qui s'avance dans le fleuve Saint-Laurent, entre Deschambault et Sainte-Anne-de-la-Pérade. Les religieuses lui donnent le nom de Saint-Charles-des-Roches, peut-être à cause des nombreux cailloux qui couvrent le rivage. L'appellation Grondines, qui figure sur l'acte de prise de possession, finira cependant par l'emporter. Selon l'arpenteur-géographe Gédéon de Catalogne (1712), « le nom des Grondines vient du grand nombre de battures de gros cailloux qui se trouvent au devant, ce qui fait que lorsqu'il vente, les eaux y font un grand bruit ». L'historien Benjamin Sulte (1841-1923) propose une autre explication : les bruyantes cascades de la rivière Sainte-Anne, qui coule à proximité, auraient provoqué une sorte de grondement. C'est Champlain lui-même, témoin du phénomène, qui a forgé cette appellation onomatopéique qui apparaît sur une carte de 1632. Elle sera plus tard associée au nom primitif de la seigneurie pour former le toponyme Saint-Charles-des-Grondines attribué à la paroisse puis au village, lesquels fusionneront en 1983 sous le nom de Grondines.

Ancien toponyme
La rue des Grondines portait initialement le nom de rue Les Grondines, adopté vers 1956.