El río Ebro ha formado parte desde antiguo de lo que Galmés de Fuentes (Galmés_2000) denominó la toponimia mítica. Su nombre ha sido objeto de la atención de numerosos eruditos e historiadores que fundamentaron sus explicaciones en linajes bíblicos que entroncan con Túbal, hijo de Jafet, hermano de Mesec y nieto de Noé, de manera que los iberos son los tubalitas o descendientes de Túbal y estos habitaban Iberia, cuya tierra era regada por el río Ebro (Heberus o Iberus). En el siglo XVII el erudito Samuel Bochart dedujo que la etimología de ibero se basaba en la lengua siriaca y en la exclamación Ebrin o Ibrin que significa 'términos', 'fines'. Sobre esta base dieron el nombre de Iberia a España y el de Ibero al río Ebro. En ese mismo siglo el orientalista inglés Thomas Hyde se basó en las voces fenicias Ibrim o Eberim 'ULTRA MARE' en el marco de la expulsión de los fenicios de Palestina y su llegada a la península ibérica. De esa forma, a los habitantes les dieron el nombre de iberos o 'ultramarinos' y al mayor río de la costa ultramarina lo nombraron Ebro o Íbero (Muñoz_1866, 48-52). En el siglo XVIII el padre Larramendi propuso dos voces vascas, ur (o su variante ir) y bero, que significan 'aguas calientes' en relación al cauce del Ebro, y de ahí el nombre Hibero. Para Miguel Cortés y López, el nombre del río Ebro "es fenicio, como el de Iberia, y el de los Iberos" (Dicc_Cortés, III, 61-62, s. v. IBERUS AMNIS).

Al margen de las explicaciones míticas, las hipótesis lingüísticas propuestas son muy numerosas y dispares, y se pueden agrupar de la forma siguiente (Herrero, 1976, 316-322 y DETMCant, 156):

1. Del céltico *ber- 'corriente de agua', 'barranco', elemento muy habitual en la geografía considerada como céltica (Dolç, apud Herrero, 1976, 320).
2. Voz perteneciente al sustrato mediterráneo preindoeuropeo que pasó al griego y lo adoptó como gentilicio y como fitónimo para denominar el berro, planta que crece en lugares húmedos y se relaciona con el significado primitivo de 'tierras pantanosas' (Fletcher, apud Herrero, 1976, 320).
3. Del vasco iber 'corriente de agua', forma paralela a ibar / ibai 'río' (Andersson 1971, 116-117). Azkue agregó a este étimo el significado de 'grande' (apud Beltrán 1961, 70).
4. Menéndez Pidal relaciona la voz IBERO con el ibérico vaika 'vega', derivada de otra voz también ibérica vai 'río', sin descartar el parentesco con el vasco bai, ibai 'río' (MGHist, 15, 4.1).

Durante mucho tiempo se consideró que Iberus era de origen ibérico en la creencia de que el nombre del río pertenecía a la misma lengua de la que tomaron su nombre el territorio (Iberia) y sus habitantes (los iberos). Esta suposición se fundamentaba en que los hidrónimos con la raíz *ib- eran frecuentes en las zonas de epigrafía ibérica (Villar 1999, 37-40). Hasta 2011 la toponimia paleohispánica acreditaba la existencia de una lengua indoeuropea en la zona históricamente ibérica en la que todos los hidrónimos antiguos eran indoeuropeos a excepción de Iberus, que se suponía ibérico. De lo anterior se dedujo que *ib- era, sin duda, un apelativo ibérico para 'río' (Villar_2011, 149). Esta hipótesis se vio reforzada por la corriente vasco-iberista que considera que el euskera es la continuación actual del ibero, lo que explicaría los actuales apelativos vascos ibai 'río' e ibar 'valle'.

Sin embargo, la filiación ibérica del hidrónimo Iberus quedó en entredicho a medida que se tomaron en consideración otros hechos lingüísticos concomitantes y se extendió el ámbito geográfico de referencia fuera de la península ibérica (Villar_2011, 486-493). Las fuentes antiguas atestiguan varios hidrónimos en la parte oriental de la península que contienen la raíz *ib- (o su variante *eb-), bien en forma de palabra simple, bien como segundo elemento de un compuesto. Asimismo, la toma en consideración de la hidronimia moderna hispana reporta numerosos hidrónimos formados sobre esta raíz (barranco de Ibi, Alicante; rego de Ibias, La Coruña; barranco de Iborra, Alicante y Almería; arroyo Ibreño, Jaén), a los que habría que sumar topónimos como Ibio (Cantabria) o Ibias (Asturias) que en su origen pudieron ser también hidrónimos. La distribución geográfica de estos hidrónimos los hace incompatibles con una atribución a los apelativos vascos ibai 'río' e ibar 'valle' y también excede el ámbito geográfico propiamente ibérico. Otros dos hechos lingüísticos reseñables son, en primer lugar, la existencia del apelativo aragonés ibón 'lago de montaña' y, en segundo lugar, la coexistencia de formas con la oclusiva labial sorda *ip- (barranco de Ip, ibón de Ip, valle de Ip, barranco de Ipe, Huesca; arroyo de Ipora, Sevilla; laguna Ipeña, Zamora).

En un trabajo posterior Villar (Villar_2014, 61-70) estableció los nombres geográficos que componen la serie *ib- e incluyó en ella el hidrónimo que ha dado lugar al actual Ebro. De acuerdo con lo expuesto, Iberus / Iber / Hiberus es un hidrónimo de estructura simple que cuenta con cognados atestiguados en fuentes antiguas: Hebrus (Tracia), Ibar (Serbia) e Hiberus (región caucásica). A estos cognados cabría agregar un teónimo en dativo Ibero que consta en una inscripción lusitana, que bien pudiera ser un segundo río hispánico con el mismo nombre, o bien "una muestra de culto al Ebro acaso por un inmigrante ibero en un contexto de religiosidad fluvial" (Villar_2014, 62). En todos estos hidrónimos el sufijo derivacional es -r- (< *ib-r). En resumen, de esta serie en *ib- se deducen tres conclusiones. En primer lugar, no se puede determinar la filiación lingüística de la raíz, ya que los apelativos hidronímicos de la serie comparten rasgos indoeuropeos y no indoeuropeos (Villar_2011, 689); en segundo lugar, la implantación geográfica de los hidrónimos de la serie *ib- se concentra especialmente en la región caucásica, Balcanes y la península ibérica; y en tercer lugar, y de acuerdo con la columna estratigráfica de Europa Occidental, la etapa histórica de estos hidrónimos es el Neolítico (Villar_2014, 247).

En cuanto a la evolución fonética, la explicación del resultado romance Ebro radica en la acentuación de las formas griegas del hidrónimo Ἴβηρ, Ἴβηρos ('i βer, 'i βe ros). A este respecto, Menéndez Pidal ya señaló cómo "las voces de origen griego verdaderamente populares siguen el acento griego" (MGHist, 40, §6.4). La posición del acento determina los dos cambios fonéticos principales. Por un lado, la vocal inicial tónica /i-/ pasa al latín como /ĭ-/ breve y se convierte en /e-/ tónica romance. Por otro, esta acentuación favorece la síncopa de la postónica /-e-/ (ĬBĔRU > *Eb'ro > Ebro). En la documentación medieval las formas latinizadas son plenas (Hiberus, Iberus, Yberum, Ibero, Hibero), en tanto que las formas romances están sincopadas y ofrecen una mayor variabilidad en el timbre de las vocales (Ebro, Ebra, Ibro, Ibrio, Hebro) (Herrero, 1976, 318-319).

Cuando el hidrónimo ĬBĔRĬ, en genitivo, entra a formar parte de un compuesto con un apelativo en posición proclítica, se mantiene el timbre primitivo de la vocal inicial tónica /i-/ y se produce la confusión de las consonantes líquidas del grupo secundario /-br-/ > /-bl-/. Estos dos fenómenos se observan en los topónimos cántabros *VAL(LE) DE RĪPA ĬBĔRĬ > Valderredible (ripa Hibre, 967; riba Ible, 1231) y *FŎNTEM ĬBĔRĬ > Fontem Ibre (1200) > Fuentible > Fontibre.