Castillonroy / Castellonroi es un topónimo compuesto por dos elementos que tienen su origen en el latín: el diminutivo latino-vulgar *castĕllĭōne y el adjetivo rŭbĕu, de modo que podemos corregir la catalogación de Almela/López (2013: 150), para quienes se trata de un compuesto de sustantivo+sustantivo. Como ya indicó Coromines (ETC II, p. 80; OnCat III, 323a), el peñasco que domina el pueblo tiene porciones de color rojizo intenso, que llaman la atención desde la lejanía. Además, se ven allí ruinas de lo que debió ser un pequeño castillo, que debió ser de menor importancia pues aparece poco mencionado en la documentación más antigua. De ahí que el sustantivo se trate de un diminutivo, al que se aplicó el adjetivo en alusión al color del terreno en el que se asentó. No obstante, cabe remarcar que las primeras documentaciones del nombre en textos de los siglos XI y XII confirman que, en origen, fue un topónimo simple, formado por el sustantivo castelló (Castellion, Castellon, Castellionis), de modo que el adjetivo se añadió con posterioridad, posiblemente para diferenciarlo de otros cognados próximos.

La primera mención que hemos hallado del topónimo compuesto data de comienzos del siglo XIV, Castellonrog, y nos remite a un resultado catalán en el que, por una parte, se ha conservado la -n etimológica del diminutivo en caso de proclisis, solución tan frecuente en la toponimia ribagorzana (ETC II, p. 80; OnCat III, 323a), y por otra, se refleja la articulación palatal africada sorda [tʃ] en el adjetivo roig, aunque ya a finales del siglo XV queda palpable que se impuso la forma dialectal ribagorzana roi, propia del catalán hablado en la localidad. La variante Castillonroy se anota ya a partir del siglo XVII, con modificación de la vocal del sustantivo por influencia castellana.