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El origen del topónimo no está plenamente esclarecido. La forma actual deriva de variantes antiguas como Valmaseda, Valmaçeda o Balmaseta, documentadas desde los siglos XII y XIII. Una interpretación extendida lo une al latín vallis, «valle», y a mansa o mansio, «parada» o «estación» en la ruta entre la meseta y el Cantábrico, de modo que sería «valle de la posada»; según Isaac Moreno Gallo vendría del árabe manzil, del latín mansio, y Val massada sería la vía romana hacia el puerto de las Muñecas. También se ha defendido val y maseda, que puede venir del vasco mahatseta, «viñedos», es decir, «valle de los viñedos»; otra etimología es val maceda, «valle de los manzanos», y una última apunta a un nombre de persona o familia, con menos respaldo documental.
Las primeras evidencias de actividad humana se remontan a la prehistoria, aunque los hallazgos conservados son escasos y no se ha confirmado la existencia de asentamientos organizados de gran entidad. Se ha documentado actividad ganadera ancestral, lo que sugiere usos agropecuarios tempranos del territorio antes de la fundación.