Ce toponyme a été adopté dans le cadre de l'harmonisation des noms de rues, rendue nécessaire par le regroupement municipal du 1er janvier 2002. Il a été proposé par des citoyens et des citoyennes de l'arrondissement.

Le chemin longe la baie de l'Écho du lac Saint-Charles, d'où son appellation. Au 18e siècle, cet endroit aurait constitué un point d'arrêt pour les voyageurs empruntant le « sentier des Jésuites ». La baie de l'Écho doit son nom à quatre religieuses hospitalières qui y ont fait halte le 4 juin 1726. Dans ce lieu propice à la réflexion du son, elles auraient fait résonner leurs voix, répercutées de loin en loin par l'écho. Au 19e siècle, la baie est fréquentée par des excursionnistes et des pêcheurs.

Ancien toponyme
Le chemin de la Baie-de-l'Écho portait à l'origine le nom de chemin Saint-Jacques, attribué en l'honneur d'Arthur Saint-Jacques (1878-1958), l'un des premiers propriétaires de chalet dans la baie de l'Écho. Originaire de Saint-Hyacinthe, en Montérégie, Arthur Saint-Jacques fait ses études classiques au collège de cette ville. En 1897, il s'établit à Québec où il travaille au département du Trésor de la province. De 1904 à 1947, il occupe le poste d'huissier de la verge noire au Conseil législatif. Il exerce les fonctions de majordome, chef du protocole et orateur (de nos jours, président de l'Assemblée nationale). En 1898, les frères O'Sullivan, avec qui il s'est lié d'amitié, lui font découvrir le lac Saint-Charles. Séduit, il se fait bâtir dès cette année-là un chalet à l'entrée de la baie de l'Écho; la vente du terrain sera officialisée en 1902. Baptisé « La Trappe », le chalet devient la résidence d'été de la famille Saint-Jacques et le rendez-vous de l'élite de Québec. Saint-Jacques achète d'autres terrains et plusieurs « camps » en billes de bois qu'il modifie pour les mettre en vente au cours des années 1920. Afin de faciliter l'accès aux propriétés, il fait ouvrir un chemin d'environ quatre kilomètres de long. Sa fille Paule (1911-?) fait construire le chemin Saint-Jacques, futur chemin de la Baie-de-l'Écho. Arthur Saint-Jacques est décédé à Québec. Ses héritiers poursuivront le lotissement du secteur, aux alentours de la baie de l'Écho.