Como se puede ver en la documentación, Oihenart en el s. XVII cree que Vizcaya significa 'posición montuosa y áspera de la tierra', probablemente porque conocía más de una Bizkaia y había tenido la ocasión de comprobar sus características orográficas.

Según Sabin Arana (1901b: 1803-1805) Bizkaya habrá salido de un anterior Bizkaia, y este de Bizkadia, compuesto a su vez de be-euzko-di = beizkadi 'grupo de euzkos (vascos) de abajo”'. Por su parte, euzko procede según Arana de  eguzko-a 'el del sol', término presente también en euzkera (< euzko-era) 'lengua vasca', en opinión del mencionado autor (1901a: 1785 y 1795). El pamplonés A. Campión (1907: 237-241), en cambio, rechaza la etimología basada en euzko que Arana propone para Bizkaia, pues se ha dado cuenta que los topónimos llamados Bizkaia designan lugares elevados, y relaciona Bizkaia con bizkar 'espalda', 'loma', aunque no ve claro cómo pudo salir la primera de la segunda. M. Arrandiaga (1907: 669-671) se alinea con S. Arana y rechaza la etimología propuesta por Campión.

E. de Etxalar (1918: 1085) estima que Bizkaia está relacionado con bizkar, de la misma manera que belai lo está con belar o ibai con ibar. El significado de Bizkaia, en opinión de este autor, es 'loma, monte, montaña'. Menéndez Pidal (1918: 234), al estudiar el topónimo oscense Biscarrués (Biscarruese, Biscarrosse en el s. XI), dice que la primera parte de dicho nombre se puede comparar con Bizcaya. Gavel (1920: 305-306) cree posible que en Vizcaya tengamos «le mot basque bizkai, pris dans l'acception d'endroit élevé ou montagneux», pero a continuación añade que es posible igualmente «voir dans l'élément Vizc- du mot espagnol Vizcaya la racine du latin vasco et du basque euskara ou uskara, euskaldun ou uskaldun». Caro Baroja (1945: 226) menciona las dos hipótesis de Gavel y considera que ambas pueden ser dadas por buenas.

Aebischer (1948: 64) establece siete categorías para clasificar los corónimos, e incluye en la tercera los que proceden de una característica física, en la tercera subcategoría (3.c) los que están basados en nombres de montañas. Bizkaia, como se ha visto, era genérico en un tiempo, y no sabemos con exactitud si entra completamente en la susodicha clasificación del lingüista suizo. 

Mitxelena (AV, 168) considera que antiguamente «*bizkai» fue un apelativo, un nombre común, dado que estaba muy extendido en toponimia y, siguiendo a Gavel y Caro Baroja, señala que designaba lugares elevados. Añade que «es natural considerarlo emparentado con bizkar (A. Campion, RIEV I, 238-240), como pensaba ya Astarloa». En un trabajo de la misma década (1958: 377-38) explica Mitxelena que «en cuanto a su origen, una especie de consenso universal, difícil de conseguir en estas materias, relaciona bizkai- con bizkar 'espalda' 'loma en los montes, cima' [...] 'caballete de tejado'», acepción esta última que se ha difundido en Aragón y en el sur de Francia, y nos recuerda que fuera del País Vasco, hay «un monte Biscarce en Bearne y las poblaciones Biscarrués en la provincia de Huesca y Biscarosse y Biscarrosse en Francia (Gironde y Landes, respectivamente)».

Recuerda también Mitxelena que «con toda la desconfianza que merecen meras semejanzas formales, aunque la semejanza llegue casi a identidad» en el bronce de Áscoli tenemos Arbiscar. Añade (ibid., 39-40) que sin salir del euskera «es difícil que se puedan ver en ibar e ibai derivados, por medio de dos sufijos distintos [...] de un mismo radical que, si se le suprime todavía el "prefijo" i-, quedaría reducido a la sola consonante b, lo que es por lo menos sorprendente. Al contrario, sería natural pensar que ibai es un derivado de ibar, cuya consonante se habrá perdido como es normal en compuestos y derivados».

En un trabajo posterior dice Mitxelena (1972: 81) que según Tovar (1958: 832-833) el numeral hamar 'diez' y vizcaíno amai 'fin, término' presentan la misma coincidencia formal -r / -i que la que tenemos en ibar 'valle' e ibai 'río', y el propio Mitxelena añade que dicha coincidencia la encontramos también entre «bizkar 'espalda, etc.' y Bizkai- en el extendido nombre Vizcaya, que se encuentra prácticamente en toda Vasconia y también, por difusión ulterior, muy fuera de ella». Cree el lingüista guipuzcoano que ibar e ibai –y también, al parecer, bizkar y bizkai, ya que añade un «etc.»– no son alomorfos condicionados por el contexto (como egun 'día' y egur-aldi 'tiempo atmosférico', por ejemplo), sino «derivados diferentes formados por sufijos distintos. Más probablemente todavía, se trata de una palabra hoy inanalizable (ibar) y de un derivado de ésta mendiante un sufijo *-Xi (*iba-Xi) de forma imprecisa, ante el cual perdió, en condiciones que en un tiempo debieron ser regulares, la -r de ibar. No sabemos si se puede plantear una forma *bizka-Xi para Bizkai, si bien en este caso la parte *bizka- que tanto bizkar como Bizkai presentan tiene suficiente cuerpo fónico, al contrario de los señalado por el lingüista de Errenteria para ibai.

Como puede observarse en la documentación, Bizkaia tiene una aspiración antigua y sería según Lakarra (2010: 216 nota 85, 230 y 2015: 371) un derivado de bi < goi 'arriba', 'cumbre' < *goni (*goi-(z)-bar-goi > *gwizbarbi > *bizkahbi > bizkahi). Sin embargo, hace unos años y en comunicación personal, nos hizo saber el mencionado investigador que consideraba más probable que el final -bi procediera de una raíz *bur, en relación tal vez con buru 'cabeza', 'cabezo', 'alto', con alomorfo *bi(h), por lo que la etimología de Bizkai (la -a final es el artículo) sería *bi-z-bar-bi > *bizbahbi > bizkahi > bizkai o *bi-z-bar > bizkar + *bi > *bizkahbi > bizkahi > bizkai. Esta es, grosso modo, la posición que adopta Lakarra en las últimas líneas de su trabajo de 2017 (p. 38), en las que dice que bi, bur y otros forman parte de la enorme familia de *BUN.

La -z- de Bizkai es según dicho autor la marca de caso del instrumental vasco (buru 'cabeza' -> buruz 'de cabeza' y 'de memoria') que procedería del sociativo (cfr. en euskera occidental gizon 'hombre' -> gizonagaz 'con el hombre'), que a su vez estaría relacionado con la cópula, como en otras lenguas, es decir, con el verbo izan 'ser'. El siguiente segmento -bar es 'la parte baja' presente en ibar 'valle', 'vega' o en ibai 'río' por ejemplo, con i- de (h)ur 'agua, corriente de agua' (uh- en composición; véanse las entradas Ibiltzieta, Inbuluzketa y Uharte Arakil) como primer elemento, presente en el actual barren 'dentro', en toponimia 'la parte (más) baja de un término', y evolución bar- > *bah-. El tercer elemento sería de nuevo -bi en el sentido, al parecer, de 'lugar de paso' según Lakarra.

A manera de resumen, parece clara la relación entre bizkar 'espalda', 'loma' y Bizkai, en origen un nombre común que significaba 'lugar elevado',  'sierra', 'parte montuosa de un valle', que tienen probablemente la misma base y diferente sufijo o distinto segundo elemento de compuesto. A este respecto, ahora podemos considerar también la pareja Ekarra, Ekarrea (microtopónimo que se repite) y Ekai (nombre de dos localidades de Navarra), tal vez relacionados con Ekala (pueblo de Navarra).