É obscura a origem do topónimo em questão.
Foi o filólogo e etnógrafo português José Leite de Vasconcelos (Opúsculos, III, 1931, p. 376) que sugeriu que o topónimo em apreço teria origem na denominação medieval de um dos rios que a atravessam, o Lena, identificado com o Leirena ou Leirea da Idade Média:
«Como informação histórica, acrescentarei que Leiria parece ter sido na origem nome de rio; pelo menos o Foral de 1142 diz: "in villa (Leirena) aut inter Leirenam et Heirenam rivulos" (Leges et Consuet. p. 376). Estes rios devem corresponder hidrograficamente aos modernos Lena e Lis.»
Saliente-se que a forma atual Leiria provém da que aparece documentada na Idade Média como Leirena ou Leirea1, sobre a qual pouco ou nada se sabe. Com efeito, é difícil analisá-la com base no léxico latino ou em material lexical reconhecidamente pós-latino (superstrato), designadamente do árabe, idioma que se implantou do Mondego para sul, sobretudo a partir do século X, e que é, portanto, relevante para a história linguística da região onde se situa a cidade. É, pois, plausível que Leiria tenha origem mais remota, pré-latina, hipótese que se reforça, se se aceitar que Leirena/Leirea era um nome de rio (ou seja, um potamónimo), porque é frequente este tipo de nomes próprios ter origem pré-latina no território continental português, à semelhança do que acontece noutros países de língua românica. Contudo, outras questões se levantam, decorrentes da dificuldade de identificar os substratos linguísticos pré-latinos da região de Leiria e de outras mais a sul. Provirá de uma língua indo-europeia, como o chamado lusitano ou até do céltico, ou relacionar-se-á com algum substrato não indo-europeu? Tentativas de resposta há muitas, mas a falta de documentação anterior às atestações medievais e de formas comparáveis dentro ou fora da Península Ibérica faz de Leiria um topónimo de origem por enquanto obscura.
1 Leite Vasconcelos (cf. idem, ibidem) explica o passo de Leirena a Leirẽa, bem como o desta última forma a Leiria: «As formas antigas da moderna palavra Leiria são Leirena (séc. XIII) e Leirea (secs. XV e XVI): mas Leirena devia naquela século pronunciar-se Leirẽa. [....] Creio que em Leiria por Leireia, e em Eiria por Eireia temos mera dissimilação do ditongo ei, reduzido na segunda sílaba, a i [..]. A palavra Eiria tem hoje a forma Iria, por simplificação normal do ditongo ei inicial.»
