En cuanto a la evolución fonética que la forma latina Caesaraugusta hubo de seguir hasta desembocar en la forma romance Zaragoza, bien pudo haber sido la siguiente. En el primer componente del nombre, el término CAESAR-, el diptongo /ae/ no evolucionó a /ié/, sino que se mantuvo como /e/ al quedar en posición átona, puesto que el acento principal recaería en la vocal de la penúltima sílaba del segundo integrante del nombre originario. El fonema inicial /k/, después de haber pasado por un resultado palatal africado /ʧ͡/ en época muy temprana y que es fenómeno común a toda la romania, se transformó durante la Edad Media en el dentoalveolar africado sordo /ts/.

Por lo que respecta al segundo elemento, AUGŬSTA, la /u/ del diptongo inicial /au/ se eliminaría al hallarse en sílaba átona protónica y estar en contacto con /g/, fonema consonántico de su misma naturaleza velar. Además, como la /u/ de la penúltima sílaba era breve y estaba en posición tónica pasaría a /o/, de manera que el resultado final sería Agósta. Así pues, en algún momento de época protorromance se diría algo parecido a *Tsesaragósta, evolucionado posteriormente a *Saragosta, al haberse eliminado la sílaba inicial Tse- por quedar muy alejada de la tónica. Claro que también existe la posibilidad de pensar en una síncopa silábica, de modo que la eliminada habría sido la segunda sílaba: *Tse(sa)ragosta > *Tseragosta; en ese caso se debería pensar en el cambio de la vocal /e/ de la sílaba inicial (tal vez debido a una asimilación producida por la vocal de la sílaba siguiente /ra/) para explicar la /a/ de la sílaba inicial presente en formas bastante antiguas (ya en árabe Saraqústa). Es sabido que una vez producida la invasión de los árabes, muchos nombres de lugar fueron admitidos por ellos, pero acomodándolos a su fonética, y ello es lo que pasó con nuestro topónimo, que, como se ha dicho, aparece escrito en sus textos como Saraqusta, al haber mudado el fonema velar oclusivo sonoro etimológico /g/ por el sordo /k/, preferido por su pronunciación —pero sin descartar una ultracorrección producida ya en época visigótica—. Por otra parte, es probable que se deba a los mozárabes la evolución del grupo consonántico etimológico interno /st/ al dentoalveolar africado sordo /ts/, representado habitualmente en los escritos medievales con la grafía ç, si bien en alguna ocasión se encuentra z (véase el apartado de la documentación histórica). Dicho fonema africado —que sería también el que ocuparía la posición inicial del nombre, tal y como reflejan anotaciones del tipo Çaragoça en fuentes cristianas medievales— se transformó finalmente en el interdental fricativo sordo /θ/, de donde el resultado moderno Zaragoza.