Ces toponymes ont été adoptés à l'occasion du dixième anniversaire de la mort de Robert Bourassa, premier ministre du Québec de 1970 à 1976 et de 1985 à 1994. Le boulevard, construit en 2006, constitue le prolongement de l'autoroute.

Robert Bourassa (1933-1996), né à Montréal, étudie à l'Université de Montréal et est admis au Barreau du Québec en 1957. Il poursuit des études de maîtrise à Oxford, en Angleterre, puis à Harvard, aux États-Unis, se spécialisant en économie politique et en droit financier. Conseiller fiscal au ministère du Revenu du Canada de 1960 à 1963, il enseigne par la suite les finances publiques à l'Université Laval et à l'Université de Montréal. Sa carrière politique commence en 1966, année où il est élu député du comté de Mercier. En janvier 1970, alors qu'il n'a que 36 ans, il succède à Jean Lesage à la tête du Parti libéral et devient peu de temps après premier ministre du Québec. Sous son gouvernement, le régime d'assurance-maladie entre en vigueur (1970), l'aménagement hydroélectrique de la Baie-James est amorcé (1971), le français devient la langue officielle du Québec (1974) et la charte québécoise des droits et libertés est adoptée (1975). Le premier mandat de Bourassa est aussi marqué par la crise d'Octobre, qui survient quelques mois après son arrivée au pouvoir et pendant laquelle il doit faire face aux revendications du Front de libération du Québec (FLQ). Défait aux élections de 1976, il part enseigner en Europe et aux États-Unis. En 1983, il renoue avec la politique en tant que chef du Parti libéral; deux ans plus tard, il est à nouveau premier ministre du Québec. La question de la réforme de la constitution canadienne occupe une grande partie de son second mandat. Il joue un rôle important dans l'accord du lac Meech (1987), qui octroie au Québec, entre autres, le statut de société distincte, mais l'entente ne sera pas entérinée par toutes les provinces dans les délais prescrits, c'est-à-dire trois ans, ce qui la rend caduque. L'accord constitutionnel de Charlottetown, rejeté dans un référendum pancanadien tenu en 1992, ne sera pas non plus ratifié. Bourassa ne se présente pas aux élections de 1994. Il est décédé à Montréal. On lui doit plusieurs publications dont L'énergie du Nord : la force du Québec (1985) et Gouverner le Québec (1995).

Anciens toponymes
L'autoroute Robert-Bourassa portait auparavant le nom d'autoroute du Vallon. Un tronçon de l'autoroute du Vallon situé à Sainte-Foy était connu autrefois sous le nom de route du Vallon. Cette route reliait dès la fin du 17e siècle le chemin Gomin au chemin Sainte-Foy. Prolongée au nord du chemin Sainte-Foy en 1970, elle est devenue l'autoroute du Vallon.

L'ancienne route du Vallon tenait probablement son nom de Thierry Delestre dit le Vallon ou Du Valon, natif du Hainaut (Wallonie), région historique située de part et d'autre de la frontière franco-belge actuelle. Ce maître tailleur d'habits d'origine wallonne - d'où son surnom - arrive vers 1656 à Québec où il épouse, la même année, Marie Péré, venue du Béarn, en France. En 1663, Delestre achète une terre sur la côte Saint-Michel (auj. chemin Sainte-Foy), dans la seigneurie de Sillery. Il est mort en 1684.