Szwajcarski kartograf i geograf Mateusz Merian w swoim dziele Topographia Bohemiae, Moraviae et Silesiae wydanym w roku 1650 podaje dwie formy nazwy miejscowości: Bielitz i Bylitz oraz nazwę rzeki Bila.
Od XIX wieku występowała już tylko jedna nazwa niemiecka – Bielitz i jedna czeska – Bílsko. W języku polskim natomiast istniały liczne oboczności: jeszcze na początku XX wieku na równi z Bielsko występowały Bielsk, Bilsko i Bilsk. Ostatecznie nazwa Bielsko została uregulowana dopiero w dwudziestoleciu międzywojennym. Procesowi latynizacji ani germanizacji nie uległa polska nazwa Białej – niem., łac. Biala, czes. Bělá. Wymowa w gwarze cieszyńskiej to Biylsko-Biało. W zapisie słowiańskiego etnolektu górnośląskiego stosuje się najczęściej formę Biylsko-Biołŏ lub Bjylsko-Bjoło, z kolei w dialekcie górnośląskim języka niemieckiego (używanym przed rokiem 1945 przez miejscową ludność niemiecką) nazywane było Beltz-Beil. W języku wilamowskim używanym w niedalekich Wilamowicach nazwa Bielska-Białej brzmi Byłc-Bejł.