Frigler, Lidyalılar, Persler, Romalılar, Bizanslar ve Osmanlının izleri mevcuttur.
Bilinen en eski adları arasında Agrilion (Akra-ilion) vardır ve anlamı "Dorukların boğaz yeri"dir.
Diğer bir eski adı ise Bizans döneminde verilmiş olan Bele Kome'dir. (Vile Komi olarak okunur)

Bilecik isminin nereden geldiğine dair, okunduğunda tebessüm ettiren bazı hikayeler mevcuttur.
Şehrin şu anki konumunda yerleşmeye karar veren bir topluluk, kentin temellerini atmaya karar verip kazmaya başlarlar. Ertesi gün geldiklerinde kazı aletlerinin başka bir alana taşınmış olduğunu görürler. O alanı kazarlar. Ertesi günü yine aynı şey olur. Her seferinde "Bileydik, burayı kazardık" derler. Bileydik sözü zamanla Bilecik olur.

Diğer bir rivayete göre; Osman Bey yöredeyken fethe çıkmadan önce "Kılıçlarınızı iyi bileyleyin" emrini verirmiş. Bileyleme kelimesi zamanla Bilecik olmuş. Osman Gazi'nin fethettiği ilk önemli kale Bele Kome kalesidir.

1885 yılından sonra, merkezi Bilecik olan yörenin adı Ertuğrul Sancağı olup 1924 yılına kadar bu isimle anılır. 20 Nisan 1924 yılında Bilecik adı ile il olarak kabul edilir.