Cette voie a été nommée en l'honneur d'Adrien-Marie Legendre ou Le Gendre (1752 -1833), mathématicien français. Ses travaux portent principalement sur la trigonométrie, la statistique et la théorie des nombres. On lui doit entre autres une méthode de calcul de l'aire d'un triangle sphérique et surtout la loi de réciprocité des résidus quadratiques, un résultat remarquable qu'il expose dans son ouvrage Éléments de géométrie paru en 1794. Legendre fait également partie de la Commission internationale chargée de vérifier le travail qui mènera à l'adoption du système métrique.

Anciens toponymes
L'avenue Le Gendre portait auparavant le nom de rue Le Gendre, adopté vers 1970. Selon une autre source, c'est plutôt le nom de rue Legendre qui aurait d'abord été attribué à cette voie. Il rendait hommage à André Legendre, conseiller municipal (1958-1973), président de la Commission d'aménagement et président du Comité des noms de rues de Sainte-Foy. M. Legendre était aussi le propriétaire du terrain où la rue a été tracée.