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El nombre actual del municipio es Petrer, oficial desde el 10 de diciembre de 1984, cuando el decreto 132/1984 del Consejo de la Generalitat Valenciana aprobó la nueva denominación. El cambio de Petrel a Petrer lo solicitó el ayuntamiento, en una sesión plenaria del 30 de junio de 1983.
Sobre su evolución histórica, unos autores sostienen que la ciudad ha tenido distintas denominaciones según la etapa histórica, con una evolución que pudo ser Petrarium o Villa Petraria, Bitrir, Petrel y Petrer. Otros sostienen que siempre ha existido el mismo nombre, con pequeñas diferencias según el idioma en que se escribía o pronunciaba, ya fuera latín, árabe, castellano o valenciano. De hecho, la denominación más distinta, Bitrir, se pronunciaría realmente Petrer, porque en árabe la b se pronuncia como p y la i como e.
La época romana es la que más hipótesis ha suscitado. En un principio se pensó que el origen del nombre estaba en el pasado musulmán, pero en 1975, tras el hallazgo de un mosaico romano, se pensó que Petrer vendría de Villa Petraria. Entre los núcleos de época romana de la zona se cuenta la llamada Villa Petrarium o Villa Petrea, en latín vulgar.