Çal'ın antik dönemlerdeki adı Mosyna'dır. Türklerin bölgeye gelmesine kadar bu isimle anılmıştır. Türkler bölgeye Çal adını vermiş ve bu yöre Çal Yöresi olarak anılmaya başlanmıştır. Çağatay lehçesinde yüksek yer ya da yayla anlamına gelen Çal adı, ilçenin doğal konumundan dolayı verilmiştir. "Çal" kelimesi bunun yanında taşlık yer, çıplak tepe, kireçli toprak gibi anlamlara da gelmektedir. Çal uzun yıllar bir yerleşim merkezinin değil, bölgenin adı olarak kullanılmıştır. Çal'ın bugün olduğu yerdeki yerleşim yerinin adı ise Demirciköy'dür. Bölgeye yerleşenlerin önemli kısmının demircilikle geçindiği için bu ismi aldığı ifade edilmektedir.

Daha sonra bölgenin genel adı olan Çal, merkez ilçenin adı haline gelmiştir.Anadolu'daki yer adlarında benzer örneklere rastlanılır.

Çal'da mevcut iki kitabede de Çal'ın ismi Demirci Karyesi olarak geçmektedir. Bu kitabelerden birisi Hicri 1267 (1850) tarihli Çarşı Camii minare girişinde bulunan kitabedir. Diğeri ise Fakıoğlu Camiinde bahçe duvarında monte edilmiş olan 1247 (1831) tarihli kitabedir.

Ancak Çal ile ilgili ilk Osmanlı belgelerinde Demirciköy adına rastlanmaması ve sürekli "Çal" isminin kullanılması bu değişimin çok önceki dönemlerde gerçekleştiğini göstermektedir. Nitekim Çal'dan bahseden hemen bütün belgelerde net olarak Çal tabiri kullanılmıştır. Özellikle bir kaza merkezi haline geldiği 17. yüzyıldan itibaren yörenin genel olan Çal merkez içinde kullanılmaya başlanmıştır. Yukarıda belirttiğimiz 1831 ve 1851 tarihli kitabelerde Demirciköy adının kullanılması muhtemelen yöresel bir kullanımdan kaynaklanıyor olmalıdır. Yani çok daha önceleki dönemlerde kaza merkezine resmi makamlar tarafından Çal adı verilmiş ve bu isim kullanılmaya başlanmış ise de; halk arasında alıştıkları isim olan Demirciköy tabiri kullanılmaya devam etmiş olmalıdır. Nitekim merkezdeki iki caminin kitabesinde Demirciköy isimlerinin kullanılmasını bu yaklaşıma göre açıklayabiliriz.

Roma İmparatorluğu döneminde ait çeşitli kalıntıların bulunduğu Çal Anadolu Selçukluları devrinde Türklerin idaresine girdi. Çal bölgesinin kuruluşu 1072 yıllarına kadar uzanır. Selçuklunun Kayı boyundan gelen Türkler Çardak üzerinden bugün adı Boğaziçi olan bölgeye yerleşmiştir. Baklanı kuran Abdi bey den sonra bu bölgeye gelen Hüsamettin dede Daha sonra Çal ve havalisini fethetmiştir. 19. yüzyıl sonuna kadar Demirciköy olan ismi 19. yüzyıl sonu itibarı ile Çal olarak anılmaya başlamıştır. II. Murat devrinde Osmanlı topraklarına katılan Çal 1886'da Denizli Sancağına bağlı bir kaza haline geldi. Kurtuluş Savaşısırasında Çal Kuvayı Milliyesinin direnişi Çal'ın Yunanlılar tarafından işgalini engelledi. Çal Müftüsü Ahmet İzzet Efendi'ye Kurtuluş Savaşı sırasında yaptığı hizmetlerinden dolayı İstiklal Madalyası verildi.

Çal yöresi, aynı zamanda 12 Olympos tanrısından biri olan Dionysus'un yaşadığı yer olarak bilinir. Kimi rivayete göre Çal şarabının dünyaca ünlü olması Dionysus'un şarap tanrısı olmasından dolayıdır. Aynı zamanda tiyatronun dünyada ilk kez oynandığı antik Dionysosopolis buradadır ve ayrı bir önem taşır.