Türkiye'deki önemli bir kent olan Bilecik, tarih boyunca çeşitli isimlerle anılmıştır. Bu isimlerin en önemli iki tanesi, Agrilion ve Belekome'dir. Tarihçi Prof. Dr. Bilge Umar, "Bithynia" adlı kitabında, ilin tarihinden bahsederken şu açıklamayı yapmıştır: "Bilecik kentinin atası olan yerleşimin son Bizans çağındaki adının Belo Kome olduğunu bilmekteyiz. Bu adın orijinal biçimi Akr(a)-ilion ve 'dorukların boğaz yeri' anlamına geliyor. Belo Kome adının Türkçe Bilecik adının Rumca'ya uyarlanmış olduğunu belirtir."
Yine, Anadolu'daki gezip gözlem yapan bilim insanlarından A. Körte, Bilecik'in 2,5 km güneybatısında bulunan Beşiktaş Tepesi'ndeki Agrilium adlı antik bir kentten bahseder. Bu alan aynı zamanda Goltz tarafından da tespit edilen bir mezarlık alanıdır. Bu tepe, sahip olduğu arkeolojik eserlerle (anıt mezar, tümülüs, aquadükt, su kanalı, lahit) adeta Agrilium şehrinin yaşayan kanıtlarıdır.
Tarih ilerledikçe Bilecik, bir Bizans kenti olarak anılır. Bizans döneminde Belekoma olarak bilinen kent, bugünkü Bilecik'in doğusunda, Hamsu ve Tabakhane derelerinin arasında bulunan bir kaya çıkıntısı üzerine inşa edilmiş bir kale çevresinde kurulmuştur.
Bilecik isminin kökeni hakkında farklı folklorik hikâyeler de bulunmaktadır. Bunlardan biri, Anadolu'ya doğudan gelen bir topluluğun Bilecik yöresinde kendilerine bir yerleşim yeri ararken enteresan olaylar yaşadığını anlatır. Olayların sonunda, yaşlı bir adamın "bileydik" şeklindeki sözünün, zamanla "Bilecik" haline geldiği belirtilmektedir. İkinci bir hikayeye göre ise, Osman Gazi'nin "bileyleme" emri, zamanla "Bilecik"e dönüşmüştür. Bu halk arasında dilden dile dolaşan hikayeler, Bilecik'in isminin halk kökenini ve tarihini yansıtır.