Cette voie conduit au secteur de Bourg-Royal, dans l'arrondissement de Charlesbourg. Son nom rappelle celui d'un bourg créé vers 1666 par l'intendant Jean Talon (1626-1694) pour se conformer à un arrêt de Louis XIV, roi de France. Le roi veut en effet que les habitants se regroupent de manière à assurer leur protection mutuelle. Bourg-Royal, ainsi nommé en hommage à Louis XIV, est le premier des trois bourgs que Talon veut implanter sur une terre de la seigneurie de Notre-Dame-des-Anges, c'est-à-dire dans la partie est de l'arrondissement actuel de Charlesbourg. Il adopte le plan de lotissement radial mis au point par les Jésuites en 1665 pour le village correspondant aujourd'hui au Trait-Carré de Charlesbourg. Suivant cette disposition inédite en Nouvelle-France, les terres en forme de triangle tronqué se déploient tout autour d'un quadrilatère central, appelé commune, réserve ou trait-carré, au milieu duquel se dresse l'église. Des deux autres bourgs imaginés par Talon, soit Bourg-la-Reine et Bourg-Talon, le dernier restera à l'état de projet.

Le parc du Bourg-Royal est situé à proximité de l'école du même nom.

Anciens toponymes
L'avenue du Bourg-Royal portait auparavant le nom d'avenue Bourg-Royal, autrefois connue sous les noms de route Bourg-Royal ou de route de la Commune. Dans l'arrondissement de Beauport, on lui a attribué le nom de rue de l'Orphelinat, adopté le 1er avril 1935, puis celui d'avenue de l'Orphelinat, le 19 novembre 1945. Ce nom a été remplacé par celui d'avenue Bourg-Royal le 3 avril 1967.

La route de la Commune menait au rang de la Commune, ancien nom de la rue du Vignoble. La rue de l'Orphelinat avait été nommée ainsi en raison de la présence de l'orphelinat D'Youville, construit en 1925 grâce à des bienfaiteurs comme Alphonse Dupuis. Le nouvel établissement dirigé par les Sœurs de la Charité s'élève sur la propriété de l'hôpital Saint-Michel-Archange (auj. Centre hospitalier Robert-Giffard). Il remplace l'édifice de la rue des Glacis à Québec, dont les locaux se révèlent insuffisants pour le nombre d'orphelins à accueillir. En 1965, on transforme l'établissement afin d'offrir aux enfants des services de réadaptation. Il est alors connu sous le nom de Mont d'Youville. Il devient plus tard le Centre d'accueil Mont-D'Youville, qui fermera ses portes dans les années 1990.