Cette avenue emprunte son nom à Sarah (Sarai) Maxfield, mère de l'hommes d'affaires William Sheppard (1784-1867), propriétaire du domaine de Woodfield, à Sillery. C'est aussi en l'honneur de sa mère que William Sheppard donnera à l'un de ses fils le prénom de Maxfield. Au moment de son ouverture au milieu du 19e siècle, l'avenue Sarah faisait partie de Bergerville, un lotissement créé à même le vaste domaine de Woodfield. En effet, vers 1850, William Sheppard fait lotir le secteur qui s'étend du côté nord du chemin Saint-Louis pour y concéder des terrains. Appelé Sheppardtown, le nouveau « village » deviendra Bergerville pour les francophones. Chacune de ses voies de circulation 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.