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El nombre de Novallas parece provenir del latín Novalia, plural neutro del adjetivo novalis. Los romanos llamaban ager novalis al barbecho, pero el término se aplicaba también a los yermos y a una tierra nueva dedicada a otra clase de cultivo. En textos medievales de 1119-1120 el nombre aparece latinizado como Novalias, y un texto de 1128 menciona a un tal García Sanz de Novalla, o García Sanç de Nowalga, una mera variante ortográfica. La evolución de Novalia a Novalla sigue la fonética del aragonés y del mozárabe; en castellano habría dado Novaja. Hay otros parajes con el mismo nombre en Aragón, como en Escatrón o en Sabiñánigo.
La época romana encontró en esta parte de la vega del Queiles un lugar privilegiado para situar sus explotaciones agrícolas, o villae, que están siendo estudiadas. En una de ellas se halló el llamado Bronce de Novallas, una inscripción en lengua celtibérica con grafía latina, y de esa época datan algunas de las acequias principales de la localidad. Los musulmanes, seguramente creadores del núcleo urbano actual, permanecieron aquí hasta 1610, fecha de la expulsión de los moriscos de Aragón. Pertenece a la comarca de Tarazona y el Moncayo.