Lietuvas nosaukuma cilme nav pilnībā skaidra. Šis vārds vēstures avotos ir fiksēts 11. gs. sākumā: pirmo reizi tas (latīņu valodas formā Litua) ir minēts Kvedlinburgas hronikā (Annales Quedlinburgenses, aptuveni 984–1025), stāstot par 09.03.1009., kad svētais Bruno tika nogalināts: Sanctus Bruno qui cognominatur Bonifacius archepiscopus et monachus XI. suæ conuersionis anno in confinio Rusciæ et Lituæ a paganis capite plexus cum suis XVIII, VII. Id. Martij petijt coelos (Svētais Bruno, saukts Bonifācijs, arhibīskaps un mūks, sava pievēršanas ticībai darba 11. gadā Kijivas Krievzemes un Lietuvas robežzemē tika pagānu nokauts un līdz ar saviem 18 sekotājiem debesīs nonācis). Tekstā minēta vienskaitļa ģenitīva forma Lituæ, kas, visticamāk, hronikas rakstītājus sasniegusi no slāviem: sal. poļu Litwa, krievu Лит(ъ)ва, kas pirmajās hronikās minēts vairākkārt (1040., 1113., 1132. u. c.). Krievu annālēs šis termins apzīmēja ne tikai zemi, bet arī tās iedzīvotājus. Šādu vārdu austrumslāvi būs dzirdējuši no pašiem lietuviešiem: sal. Литъва = Lietuva (fonētiski i < ie < ē < senbaltu ei). Agrīnajos 12.–13. gs. vācu valodā rakstītajos dokumentos minēta forma Lettowen, kur e apzīmē divskani ie, latīņu valodā Lietuva tiek saukta Lethovia, varianti Lettovia, Lettavia (rex Lethovie 1254, rex Lettowie 1254, episcopus Lettowie 1260), bet lietuvieši – Lethovini (ar slāvisku piedēkli -ini, sal. poļu Litwini ‘lietuvieši’), dažreiz Lethones (ar latīnisku piedēkli -ones – kā Indriķa Livonijas hronikā (Heinrici Cronicon Lyvoniae)).

Mūsdienās Lietuvas valsts nosaukumu pētnieki sliecas saistīt ar kādas upes vārdu, kuras tuvumā, iespējams, radās Lietuvas valsts. Viens no šādiem minējumiem ir Nēres labā krasta mazas pietekas nosaukums Lietava, kas mūsdienās zināms slāviskotā formā Lietauka. Savukārt upes vārda cilme tiek saistīta ar darbības vārdu lieti ‘liet’, kas ģenētiski vedina uz rekonstruēto indoeiropiešu sakni *lēi- ar tecēšanas, liešanas nozīmi. Motivācijas ziņā nosaukums tiek skaidrots fizioģeogrāfiski: upe tek zemienē, tai ir zemi krasti, tādēļ tā viegli pārplūst. Rekonstruētā vietvārda pamatforma laikam bijusi *Lietā, un paralēli lietojamie piedēkļi -ava un -uva – izplatīti baltu toponīmijā, kam varētu būt kopuma nozīme. Acīmredzot sākotnēji ar šo terminu apzīmēts neliels apgabals, visticamāk, starp Nēres, Nemunas un Merķes upi. Apvienojoties baltu sentautām kopīgā teritorijā, arī nosaukums ieguva plašāku nozīmi. Šaubas rada vienīgi fakts, ka upīte ir ļoti maza, tikai 11 km gara, tomēr tā nav tālu no Ķernaves – kādreizējā valstiskuma centra. Turklāt tiek minēts, ka, iespējams, senāk bijuši vairāki šīs saknes hidronīmi tieši šajā apvidū. Hipotētiski tiek meklētas un minētas arī citas upes, piemēram, Lieta, kas ir upes Rusnes pieteka.

Eksistē arī citi mazāk populāri cilmes skaidrojumi, piemēram, Sims Karaļūns (Simas Karaliūnas) ir izvirzījis hipotēzi, saistot Lietuvas vārdu ar lietuviešu leksēmu leičiai ‘svīta, karavīru pulks, karaspēks’, kas atvedināma no indoeiropiešu saknes *liet- ar nozīmi ‘iet kopā, doties reizē, pavadīt’. Par leičiem 14.–15. gs. esot dēvēti karavīri, kas palīdzējuši pievienotajās zemēs nostiprināt kunigaiša varu. 15.–16. gs. bija izplatīta tautas izcelsmes romantiskā teorija: lietuvieši esot romiešu pēcteči (tam pamatā bija daudzās latīņu un lietuviešu valodas līdzības), līdz ar to Lietuvas nosaukumu mēģināts skaidrot kā sagrozītu L`Italia. Arvien biežāk Lietuvas vārdu mēģina saistīt ar latīņu lītus ‘jūras krasts’ (šādu etimoloģiju sliecās atbalstīt arī valodnieki Aloizs Valde (Alois Walde), Makss Fasmers (Max Vasmer), Ernsts Frenkels (Ernst Fraenkel)). Par tautas etimoloģiju uzskatāms arī saistījums ar lietuviešu lietus – Lietuva esot ‘lietaina, lietus zeme’.

Latviešu valodā 17. gs. Georgs Mancelis (Georgius Mancelius) Lietuvu dēvē par “Lietuvisku zemi” un “Leiša zemi”. 17. gs. Georgs Elgers (Georg Elger) par leišiem sauca poļus, bet lietuviešus par lietuvniekiem. Lietuva tika saukta par Lietavu. Latvieši pazīst etnonīmu leiši ‘lietuvieši’, kas, pēc Jāņa Endzelīna domām, ir aizgūts no kuršiem un lietots bez stilistiskā ierobežojuma vēl pirms tagadējās formas lietuvieši, kas tika atzīta par normu starpkaru periodā Latvijā. 

Citās valodās Lietuvu dēvē: baltkrievu valodā – Лiтва, krievu, bulgāru, ukraiņu – Литва, čehu, slovāku un slovēņu – Litva, poļu – Litwa, armēņu – Լիտվա (izrunā litva), vjetnamiešu – Litva // Li-tuy-a-ni, vācu, zviedru, norvēģu, dāņu, nīderlandiešu – Lit(h)auen, islandiešu – Lit(h)áen // Lithaugaland, daudzās valodās nosaukums ir pārņemts no latīņu valodas: itāļu, spāņu, rumāņu, albāņu – Lituania, portugāļu – Lituânia, franču – Lituanie, īru – An Liotuáin, angļu – Lithuania (vārds ir ienācis jau 17. gs. kā slāvu un latīņu valodas hibrīdforma), serbu, maķedoniešu – Литвāниja un horvātu – Litvanija, grieķu – Λιθουανία, albāņu – Lituani, ungāru – Litvania, turku – Litvanya, ķīniešu – 立陶宛 (izrunā lìtáowǎn), japāņu – リトアニア (izrunā ritowaniya), igauņu valodā – Leedu // Leedumaa, somu valodā – Liettua (abos pēdējos gadījumos acīmredzot vārds ir aizgūts tieši no lietuviešu valodas).