No es seguro, pero nos parece probable que estemos ante un diminutivo con el sufijo latino -ella del sustantivo VILLA, tan frecuente en la toponimia. La evolución habría conllevado probablemente la diptongación de la vocal breve en *villiella y la posterior apócope de /a/ final. Esta apócope no debe ser atribuida al castellano, sino que se produciría en ambiente mozára-.árabe, esto es, antes de la reconquista de la ciudad en una localidad más o menos arabizada a esa fecha. Naturalmente puede proponerse una apócope de /o/ final, algo más frecuente y natural, pero ello acarrea postular una formación masculina secundaria de la que no conocemos paralelos seguros. Parece preferible la primera opción. Si fuese así, por tanto, tendríamos un más que interesante resultado más de los muchos existentes como diminutivos de VILLA.  Dada la existencia de otros topónimos iguales, particularmente la localidad de Villel en la provincia de Teruel, no puede excluirse un traslado toponímico en una u otra dirección. Con todo, debe destacarse que hay más de 150 km, entre una y otra localidad.

No sabemos en qué momento se añadió el elemento "de Mesa", que hace referencia al río que corre por las inmediaciones de la población, afluente del Jalón. Todavía no figura en Miñano, en 1829 pero sí aparece en 1876. Se añadió, sin duda alguna, por razón de la hominimia con la localidad turolense. El nombre del río es, en principio, lo que parece, esto es, el sustantivo mesa, pero no es fácil precisar en qué sentido exactamente. Es probable que haya tomado el río este nombre a partir de una comparación orográfica, pues el significado de "terreno elevado y llano, de gran extensión, rodeado de avlles y barrancos", tal y como lo define el DRAE aparece repetidas veces en la toponimia española.