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El primer topónimo documentado es la forma latina «Mulieruciam», recogida en el cartulario Liber feudorum maior (1078), sobre cuyo origen hay varias teorías. Antoni Maria Alcover apuntó en su diccionario que Mollerussa podría derivar de la palabra catalana «moll» («húmedo, humedal»), en alusión al exceso de agua del suelo. El historiador Rodrigo Pita Mercé, por su parte, apunta a la palabra árabe «moala-al-arusa» («casa de la novia»), que haría referencia a la casa de postas. Ninguna de las dos está confirmada. En español se escribe Mollerusa.
La primera mención escrita figura en el cartulario Liber feudorum maior (1078), por el que los condes Ramón Berenguer II y Berenguer Ramón II otorgaron a Berenguer Gombau de Anglesola y a su esposa los territorios comprendidos entre los castillos de Anglesola y de Golmés, en el condado de Urgell, con el propósito de reconquistar, repoblar y expulsar de allí a los almorávides. La población actual tiene su origen en una casa de postas del camino real entre Barcelona y Lleida. Tras la reconquista quedó bajo control del obispado de Vic hasta que en 1597 los terrenos se cedieron a la diócesis de Solsona. Es la capital de la comarca del Pla d'Urgell.