La rue Saint-Louis, Grande Allée et le chemin Saint-Louis formaient le chemin unique qui reliait, au XVIIe siècle, le Vieux-Québec actuel à Cap-Rouge à l’ouest de Québec[7]. C'était la route que les gens de l'extérieur empruntaient pour aller vendre leurs fourrures en ville. Après le départ de la garnison impériale britannique en 1871 de la Citadelle[8] et de ses alentours, la voie subit plusieurs réaménagements, incluant la destruction d'architecture militaire (Portes Hope, Prescott et du Palais, par exemple). Si ce n'était de l'intervention de Lord Dufferin[9], les murs de la cité auraient aussi été rasés. Le Parlement y est par la suite construit en 1877 et de ce fait, plusieurs citoyens en vue s'y établiront[10].
Vers la fin du XIXe siècle, cette voie est élargie et aménagée de façon à créer un milieu de vie agréable et saine et où la bourgeoisie pourrait y élire domicile. En 1911, des protestations fusent pour contester la construction de l'édifice en hauteur Les Appartements Grande Allée, au coin de la rue De La Chevrotière, notamment étant donné son manque d'agencement aux autres bâtiments[11]. Plusieurs demeures somptueuses abritent aujourd'hui des cafés, des clubs et des restaurants[12].
L'ancienne voie porte aujourd'hui les noms suivants (d'est en ouest) :
Des travaux de réaménagement ont eu lieu sur l'avenue entre 2001 et 2004[13].
Bâtiments remarquables et lieux de mémoire
Les numéros pairs (du côté nord) de l'avenue commencent à partir de l'avenue De Salaberry[14], autant vers l'est que vers l'ouest, à partir de zéro. Les numéros impairs (du côté sud) commencent à partir de l'avenue Briand[15].
201 : Maison de Louis St-Laurent[17], premier ministre du Canada de 1948 à 1957. Toute de brique et construite en 1912, elle dégage une impression de massivité et d'austérité contrastant avec le lyrisme de l'architecture de la fin de l'époque victorienne[18].
Depuis quelques années, la Ville de Québec organise des célébrations pour le Nouvel An sur Grande Allée[24]. L'évènement s'adresse tant aux touristes qu’aux résidents de la Ville de Québec.
On y retrouve des manèges, des scènes pour des spectacles musicaux et des feux d'artifice[24].