Cette avenue doit son nom à Charles Sheppard, l'un des fils de l'homme d'affaires William Sheppard (1784-1867), propriétaire du domaine de Woodfield, à Sillery. Au moment de son ouverture au milieu du 19e siècle, l'avenue Charles faisait partie de Bergerville, un lotissement créé à même ce vaste domaine. En effet, vers 1850, William Sheppard fait lotir le secteur de sa propriété qui s'étend du côté nord du chemin Saint-Louis pour y concéder des terrains. Chacune des voies de circulation du nouveau « village » porte le nom d'un des membres de la famille Sheppard.

Bien que le nom de cette avenue soit en usage depuis le milieu du 19e siècle, il ne sera adopté officiellement qu'en 1924.