Ce nom perpétue la mémoire des martyrs canadiens, missionnaires d'origine française qui ont péri aux mains des Iroquois au milieu du 17e siècle et qui ont été canonisés en 1930.

L'avenue des Martyrs mène au parc des Martyrs, aménagé à partir de 1927 à l'initiative de l'abbé Joseph-Arthur Gauthier (1884-1965), curé de la paroisse de Saint-Ignace-de-Loyola, qui veut ainsi rendre hommage aux missionnaires sur le point d'être canonisés. Il y fait ériger une chapelle, dessinée par l'historien d'art Gérard Morisset, ainsi qu'une « grotte de Lourdes » avec une chaire, une niche pour la statue de la Vierge, une fontaine, une tour de David et un autel. Cette construction recouverte de cailloux ronds, tout comme plusieurs autres structures du parc, est l'œuvre d'Adélard Métayer, un paroissien, secondé par des enfants du quartier. Fréquenté pendant quelques décennies comme lieu de pèlerinage, le parc des Martyrs tombe peu à peu dans l'oubli et certains de ses monuments de cailloux sont démantelés. Il sera réaménagé en 1991.