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El nombre de San Fernando le fue otorgado, junto con el título de ciudad, por el rey Fernando VII, por los hechos ocurridos en la localidad durante la Guerra de la Independencia. Es un nombre que no deriva de otro anterior, como sucede en muchos lugares, sino que se eligió de nuevo.
Hasta 1813, la población se llamó Villa de la Real Isla de León, y todavía hoy se la conoce coloquialmente como La Isla. El nombre de Isla de León se usaba desde el siglo XV: «isla» por el elemento geográfico sobre el que se asienta la ciudad, y «León» por la familia Ponce de León, que era la propietaria de la isla en esa época.
Para algunos autores, el nombre de la isla de León podría venir también del acto en el que Hércules venció y mató a un león, un hecho que, según la leyenda, se habría producido en las antiguas islas Gadeiras, actual bahía de Cádiz. Hasta su emancipación, en el siglo XVIII, la ciudad estuvo unida a Cádiz.
El gentilicio oficial es «isleño», por la antigua denominación de la ciudad.