Le nom de Romainmôtier nous donne un indice sur l'origine du village. Môtier désigne en effet un monastère en français du Moyen Age. Quant au Romain qui précède, il peut s'expliquer de diverses manières. Selon l'hypothèse qui remonte le plus loin dans le temps, Romainmôtier signifierait «le monastère de l'endroit où il y a eu des Romains». A l'appui de cette théorie, des fouilles archéologiques ont montré que le site était habité bien avant l'arrivée des moines par des Gaulois puis par des Gallo-Romains.

Si ce ne sont pas les Romains qui ont donné leur nom au village, ce pourrait être Romain, ou plutôt saint Romain, l'un des deux moines qui auraient fondé un premier monastère sur les bords de la rivière Nozon, vers 450 après J.-C. Mais cette hypothèse logique n'est pas la seule. Plusieurs linguistes estiment en effet que Romainmôtier devait plutôt désigner le «monastère de Chramnelène», du nom de ce vassal du roi Clovis II qui exerçait son autorité sur les deux versants du Jura vers 630 / 642 et qui ordonna la construction d'une église sur le site.

Une dernière thèse attribue l'invention du nom de Romainmôtier au pape Etienne II, de passage dans la région en 752. Le Saint-Père aurait alors baptisé l'endroit «le monastère romain», puisqu'il dépendrait désormais de Rome. Mais cette version a très probablement été inventée de toutes pièces par les moines du XIIe siècle en mal de passé prestigieux.