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El valle de Arce es uno de los valles en que históricamente se dividía la Montaña de Navarra y aparece en los registros escritos como comunidad de pueblos desde el siglo XII. Lo más evidente sería relacionar el nombre con los árboles llamados arces, pero como el valle está en zona históricamente vascófona, los filólogos han buscado un origen vasco. Una de las etimologías más extendidas lo hace derivar de harritze, «pedregal», pero Mikel Belasko recuerda que el nombre antiguo del valle fue Arci, lo que desbarataría esa teoría. Se ha relacionado también con hartz, «oso», artzai, «pastor», artze, «criba», o arte, «encina». Artzi, nombre formal en euskera, recupera el antiguo y es cooficial desde hace algunos años; también se ha escrito Artze y Artzibar, «valle de Arce».
El actual municipio comprende la mayor parte del valle histórico, al que solo le falta Oroz-Betelu, que se desgajó en el siglo XIX. En las fuentes consultadas no hay datos sobre la fundación de Arce.