Nommée d'après la porte de la Villette, qui rappelle l'ancienne commune de La Villette.
La Villette fut une commune distincte jusqu'à son annexion par Paris en 1860, en vertu d'une loi de 1859. La station a pour sous-titre Cité des Sciences et de l'Industrie, d'après le musée scientifique ouvert à proximité en 1986. Elle a ouvert en 1910.