A primeira referência ao topônimo do município nasceu graças à suposta relação de Castelló com a cidade ibérica de ''Cartalias'', ''Castalias'' ou ''Castalium'', que apareceu citada na geografia de [[Estrabão]] como o lugar de onde se colocaria a fonte das musas gregas.<ref>{{citacitar web | autor =Ayuntamiento de Castelló de la Plana | url =http://www.castello.es/generico.php?cod1=21&cod2=136 | título =Ermita de Sant Francesc de la Font | fechaaccesoacessodata =4 de mayomaio de 2008}}</ref> Os primeros documentos que nomeiam o assentamento situado no cerro de la Magdalena, o fazem com os nomes de ''“Kastilgón“'', ''“Castilgone ripa de mare”'' ou ''“Castilion”'', que procedem da época da conquista aragonesa por parte de [[El Cid]]. Depois da definitiva reconquista cristã por parte de Jaime I, a primera denominação dada à nova vila foi a de Castelló de Burriana (''Castelló de Borriana''), pois [[Burriana]] era a principal localidade da zona e capital da região de La Plana. Posteriormente se adotou o nome Castelló de la Plana, para diferenciar de outras localidades também denominadas Castelló. Deste nome original, deriva a tradução ao [[Língua castelhana|castelhano]] "Castelló de la Plana". Castelló, em valenciano, significa "castelo pequeno" ou "castelinho" e plana significa "planície".
Na cidade é muito comum chamarem a cidade apenas de Castelló. Também é muito utilizada a alcunha de ''Capital de la Plana'', fazendo referência à situação da cidade.
O gentílico castellonense é o oficial da cidade e da província.<ref>{{citacitar web|autor=Diccionario de la Real Academia Española|año=|url=http://buscon.rae.es/draeI/SrvltGUIBusUsual?TIPO_HTML=2&LEMA=castellonense|título=Gentilicio|obra=DRAE|fechaaccesoacessodata=24 de marzo|añoacceso=março de 2008}}</ref> O gentílicio oficial na [[língua valenciana]] é ''castellonenc'' para o masculino e ''castellonenca'' para o feminino.<ref>{{citacitar web|autor=Acadèmia valenciana de la Llengua|año=|url=http://www.avl.gva.es/PDF/Diccionari/Gentilici.pdf|título=Gentilicio en valenciano|obra=|fechaaccesoacessodata=1 de octubre|añoacceso= de 2010}}</ref>
