Il paese trae il nome dalla val Stagna che si apre sul canale del Brenta in corrispondenza dell'abitato e risale verso nordovest sino a diramarsi nella val Frenzela (diretta a Gallio) e nella val Vecchia (che raggiunge Foza).
Sull'origine del toponimo sono state presentate varie ipotesi. La più immediata, ma anche meno convincente, lo vorrebbe derivato dal latino vallis stagna "valle stagnante": in epoca imprecisata, una frana si sarebbe staccata dalla montagna Lora, bloccando il corso del Brenta e formando un lago di acqua stagnante. Di questo evento non si ha però alcuna notizia storica, inoltre il corso del torrente Valstagna che ridiscende la valle è quasi sempre asciutto, privo di zone acquitrinose.
Non si può escludere una relazione con stagno, il metallo di cui forse esisteva qualche giacimento in zona (la quale fu effettivamente battuta dai minatori per le sue riserve di alabastro). Oppure, potrebbe richiamare una voce dell'antico vicentino che significa "duro" (sempre in relazione con stagno, elemento che unisce e solidifica).
Altre teorie rimandano invece all'area linguistica germanica, in particolar modo alla lingua cimbra. Potrebbe trattarsi di un composto dei termini Wall, "canale", ma anche "diga", "sbarramento", e Steine, "sassi", ovvero "montagne"; significherebbe quindi "monti di sbarramento", toponimo assegnato in origine alla località dirupata detta Stretti di Fontanella dove la val Stagna si biforca. In alternativa, rimanderebbe a un altro nome cimbro: stéela ossia "roccia", "scoglio", con il significato di "valle dello scoglio" e sempre legato alla conformazione del territorio.
