El Departamento recibe el nombre de uno de los principales tributarios fluviales del río Amazonas: el río Putumayo.
Su significado en quechua, putu mayu, de ‘putu’: vasija de fruto de árboles y ‘mayu’: río; que significaría «río que nace donde crecen las plantas cuyos frutos son usados como vasijas» o simplemente vasija de agua frutal.
