İlin bilinen eski adları arasında Agrilion ve Belokome vardır ve bunların bugünkü adla nasıl ilişkili olduğu tartışılır. Prof. Bilge Umar, Bithynia üzerine kitabında Agrilion’un özgün biçimini “doruk boğazı”, yani zirveler arasındaki aralık anlamına gelen Akr(a)-ilion olarak okur.
Sonraki ad daha iyi belgelenmiştir. Bilecik’in atası olan yerleşime son Bizans döneminde Belo Kome deniyordu ve bu köyün nerede durduğu konusunda tereddüt yoktur, çünkü tarihçi Pachymeres’in eserinde adı geçer. Ama Belo o dilde bir anlam taşımaz. Ramsay, Belo Kome’nin Türkçe Bilecik adının Yunancaya uyarlanmış hâli olduğunu savunmuştur.
Umar tersini savunur. Sondaki -cik dışında Bilecik’in Türkçeyle ilgisi olmadığını ve Türkçede anlamı bulunmadığını yazar; devlet yayını Türk Ansiklopedisi’nin de aralarında olduğu bazı başvuru kaynakları adı Vilo Komi diye okunan Bele Kome olarak verir ve Bele — Vile — sözcüğünün Türk ağzında Vile-cik, sonra Bilecik olması doğaldır. Adı, Trak kökenli Bithynia diline ya da yine Trak kökenli Frigce’ye bağlar ve Bizans Trakya eyaletinde Justinianus döneminde, 527 ile 565 arasında kurulan bir kalenin Beledina adını taşıdığını belirtir.
