Nommée d'après les villes de Châtillon et de Montrouge.
La station se trouve à la rencontre de Châtillon, Montrouge et Bagneux. Châtillon vient sans doute du latin castellum, diminutif de castrum, « forteresse » ; la ville s'appelait Châtillon-sous-Bagneux jusqu'en 1983. Montrouge, mentionné pour la première fois en 1194 sous la forme Rubeo monte, signifie « mont rouge » : les toponymistes y voient la couleur rougeâtre du sol argileux de son plateau.