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El nombre se forma con Oja y Castro, es decir, «el castro o lugar fortificado del Oja». El orden de composición es euskérico, pues en romance sería el contrario, y Castro es un préstamo romance. En los falsos Votos de San Millán aparece como Valle de Oggacastro; en 974, como Oia Castro; en 1052, como Olia Castro; en 1087, como valle de Oggacastro; en 1092, como valle de Oxacastro; y después Oxa Castro, Oxacastro, Hojacastrum, Oiacastro, Ogia Castro y Ojiacastro.
No existen testimonios escritos anteriores al siglo X. Según Merino Urrutia, que se basa en la toponimia, los primeros pueblos que habitaron la cuenca del Oja fueron los autrigones y los berones. De época neolítica se han encontrado una punta de flecha de pedernal cerca de la Tejera y un hacha pulimentada de canto rodado por la zona de los Trigales, y por Zabárrula, Ulizarna y Arviza hachas de piedra idénticas a las del Neolítico de Ezcaray y Tres Fuentes, a las que los vecinos llaman «piedra de rayo».