Cette voie traverse l'ancienne ferme O'Brien. Thomas Francis O'Brien d'origine irlandaise, marchand-épicier prospère, acquiert cette propriété en 1874 de François-Zéphirin Tassé, médecin de Saint-Laurent. Il est alors un résident de «Mount Royal Vale», endroit situé aujourd'hui dans le quartier Snowdon de Montréal. Marié avec Ellen Walsh, il est décédé à l'âge de 60 ans en 1906 à Buffalo aux États-Unis et est inhumé à Montréal. Le chemin O'Brien est ouvert avant 1910. Un changement est par la suite apporté au générique. Le boulevard O'Brien est devenu l'avenue O'Brien.