Nommée d'après l'hôtel de ville de Montreuil, construit dans les années 1930.
Montreuil vient du latin Monasteriolum, « petit monastère ». Un lieu de ce nom figure dans une ordonnance du roi mérovingien Thierry IV datée du 6 mars 722, mais ce document pourrait être un faux du XIe siècle. Le nom de Montreuil-sous-Bois, encore parfois employé, a été officiellement abandonné au profit de Montreuil par le conseil municipal le 12 juillet 1951.