Cette voie donne accès à la plage Jacques-Cartier, qui borde le fleuve Saint-Laurent entre le pont de Québec et l'ancienne ville de Cap-Rouge. Le navigateur Jacques Cartier hiverne à cet endroit en 1541 et Roberval tente d'y établir la première colonie française en Amérique, mais sans succès. Entre 1820 et 1891, les marchands de bois y construisent des quais, puis la plage passe successivement au gouvernement fédéral et à la compagnie de chemin de fer Canadien National, qui y loue des terrains à ses employés et à des estivants. Bientôt, des chalets investissent la « Crescent Beach », ainsi qu'on l'appelait avant 1950 en raison de sa forme de croissant. Elle est à l'époque le rendez-vous des baigneurs et même des pêcheurs à l'anguille. En 1962, la Ville de Sainte-Foy acquiert une partie de la plage et ouvre une voie pour la raccorder au chemin Saint-Louis en passant par la falaise. Puis, à partir de 1989, les chalets sont démolis ou déplacés afin de permettre la création d'un parc linéaire accessible à tous.

Le 17 octobre 2011, une partie du chemin de la Plage-Jacques-Cartier a pris le nom de chemin du Pavillon.