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 rend hommage à la première institutrice engagée officiellement à l'école du Trait-Carré de Charlesbourg, Louisa Gleason, en 1849. Son embauche fait suite à la création de la Commission scolaire décrétée par la nouvelle Loi sur l'instruction publique. À cette époque, l'institutrice reçoit un salaire annuel d'environ 100 $. Elle enseigne l'alphabet, l'arithmétique, l'histoire sainte et la géographie. En plus de cette tâche, elle doit faire le ménage de l'école et veiller à ce qu'elle soit bien chauffée; c'est elle d'ailleurs qui paie le bois de chauffage à même son modeste salaire.

Ancien toponyme
L'avenue Louisa-Gleason portait auparavant le nom d'avenue Beauséjour, d'origine inconnue, adopté vers 1961.