En juillet 1672, François Dollier de Casson, supérieur du Séminaire de Saint-Sulpice, redessine la trame urbaine de Ville-Marie. Il souhaite ainsi faciliter l'accès à l'église Notre-Dame que l'on veut construire au coeur de la nouvelle grille et régulariser le développement de la ville selon un plan orthogonal. Accompagné de l'arpenteur et greffier Bénigne Basset, Dollier définit les nouvelles rues, leur donne des noms et appose des bornes.

La rue Saint-Pierre est tracée en prenant 9 pieds français sur la concession de Pierre Gadois fils et 9 pieds sur celle de Robert Lecavelier dit Deslauriers. Si certains recherchent dans le nom de la rue un hommage à Pierre Chevrier de Fancamp membre fondateur de la Société de Notre-Dame, elle-même à l'origine de la création de Montréal, il est aussi possible que Dollier de Casson ait voulu nommer la rue en l'honneur de Pierre Gadois fils ou de son père, premier habitant à obtenir une concession à Montréal en 1648. À l'époque des fortifications, la rue Saint-Pierre menait de la poudrière, au nord, vers le sud jusqu'à une porte située face à l'Hôpital général des Frères Charon, puis des Soeurs-Grises. La démolition des fortifications au début du XIXe siècle permet de prolonger la rue vers le nord jusqu'à la rue Saint-Antoine, où elle rejoint aujourd'hui la rue De Bleury. La démolition d'une partie de l'Hôpital général pendant les années 1870 permettra de prolonger la rue Saint-Pierre jusqu'à la rue de la Commune, rejoignant ainsi le port. Si certaines portions de la rue ont pu être élargies jusqu'à 18 mètres afin de faciliter la circulation, d'autres tronçons n'ont que 7 mètres de largeur. Par conséquent, il s'agit d'une des rues dont la largeur varie le plus dans le Vieux-Montréal.