El topónimo Puyarruego se puede explicar como resultado de la aglutinación de dos vocablos aragoneses. Por lo que respecta al segmento inicial Puy- (con grafía y representativa del fonema consonántico /ʝ/), responde a una variante del sustantivo pueyo ‘cerro de forma redondeada’, que sufre reducción a /u/ del diptongo /ué/ y apócope de la vocal /-o/, al quedar el susodicho sustantivo con un acento secundario, pues la acentuación principal la recibe el segundo componente del nombre. Hoy dicho sustantivo es poco usado en Aragón, a pesar de que antaño sí tuvo gran difusión por toda la comunidad. Su étimo es el lat. pŏdĭu ‘repisa’, ‘muro grueso que formaba una plataforma alrededor del anfiteatro’, que tuvo también una acepción de ‘eminencia de terreno’, según se documenta en Paladio (cf. DCECH, s. v. poyo), y que se ha mantenido en la voz aragonesa, al igual que en sus correspondientes hermanas del catalán, occitano, francés e italiano. En su desarrollo, la /ŏ/ tónica diptongó en /ué/ y el grupo de yod /-dj-/ evolucionó al fonema palatal fricativo sonoro /ʝ/. La presencia de la forma sincopada /puʝ-/ arriba citada la encontramos en otros topónimos formados también mediante aglutinación en los que el segundo componente comienza por vocal, como Puyaldo (Escarrilla, Gésera), Puyalto (Beranúi, Calvera, Castrocit, Morens, Ballabriga, Ralúi, Betesa), Puyarcol (Sallent), Puyarcón (Biescas), Puyarretuno (Lanuza), etc.

En cuanto al segmento -arruego, estamos ante una variante fonética del viejo adjetivo calificativo arruebo —con cambio articulatorio del fonema /b/ en /g/— cuyo significado era ‘de color rojizo o rubio’. Hoy ya no posee uso en variedad alguna de nuestra lengua, si bien en otro tiempo sí lo hubo de tener a juzgar por los abundantes topónimos altoaragoneses en los que se ha mantenido petrificado, al igual que el significante femenino arruaba ~ ruaba.  Su étimo es el adjetivo latino rŭbĕu ‘rojizo’ (rŭbĕa para el femenino), que presenta en su desarrollo fonético prótesis de /a/ al comenzar su descendiente primitivo (ruebo) por el fonema vibrante sonoro tenso /r/, así como metátesis de la yod del grupo intervocálico /-bj-/ (< -bĕ-) a la sílaba anterior, de manera que se produciría un significante arcaico y no atestiguado *ruibu ~ *ruibo, cuyo diptongo /ui/ acabó convirtiéndose en /ué/ al ser atraído por este último, mucho más habitual en los vocablos romances, producto de la evolución de /ŏ/ tónico. 

Como se puede comprobar por los testimonios documentales aportados, en escritos del siglo XX aún alternaban las formas Puyarruebo y Puyarruego para nombrar la localidad. Finalmente, empero, se adoptó la segunda como nombre oficial, a pesar de que la primera responde mejor al desarrollo fónico esperado del étimo del segundo componente.