জনশ্রুতি আছে যে, বৃটিশ শাসন আমলে কাঠালিয়ায় বাংলাদেশের জাতীয় ফল কাঁঠালের হাট বসতো। তাই এর নামকরণ করা হয় কাঠালিয়া। তবে নামকরণ নিয়ে ভিন্নমতও রয়েছে। অনেকে মনে করেন এ এলাকায় কাঠ সংগ্রহ করতে বিভিন্ন জায়গা হতে কাঠুরিয়ারারা আসত, কাঠুরিয়া  হতে এ এলাকার নাম  কাঠালিয়া হয়েছে। এছাড়া এ এলাকার বিভিন্ন খাল-বিল ও নদীতে প্রাপ্ত হলদে ডিমওয়ালা কাঠালি চিংড়ি হতে কাঠালিয়া উপজেলার নামকরন হয়েছে বলে অনেক প্রবিন ব্যক্তি মনে করেন।

এ এলাকা বৃটিশ আমলের পূর্বে মোগল আমলে সৈয়দপুর পরগণার অংশ ছিল। একজন সুপার অব নায়েবের মাধ্যমে কাঠালিয়া, ভান্ডারিয়া, বামনা, বেতাগী, মঠবাড়িয়া ও বাকেরগঞ্জ উক্ত পরগণার অধীনে ছিল। এক সময় কাঠালিয়া-পিরোজপুর মহাকুমার অধীনে ছিল। তখন কাঠালিয়া-ভান্ডারিয়া মিলে একটি নির্বাচনী এলাকা ছিল। পরে ঝালকাঠি মহাকুমা উন্নীত করায় তখন কাঠালিয়া-ঝালকাঠি মহাকুমার অধীনে আসে এবং কাঠালিয়া-রাজাপুর একটি নির্বাচনী এলাকা হিসেবে পরিচালিত হয়। যাহা আজও বিদ্যমান। বর্তমানে কাঠালিয়া উপজেলার অধীন আমুয়া ইউনিয়নে একটি জলথানা ছিলো। এমনকি প্রশাসনিক অফিসগুলোর মধ্যে খাদ্যগুদাম, হাসপাতাল, সাব রেজিষ্ট্রার অফিস আমুয়াতে ছিল। কিন্তু পরবর্তীতে সাব-রেজিস্ট্রি অফিস কাঠালিয়া সদরে স্থানান্তর করা হয় এবং খাদ্যগুদাম ও হাসপাতাল আমুয়ায় বিদ্যমান। ঐ এলাকায় চোর ডাকাতের উৎপাত সৃষ্টি হওয়ায় উক্ত জলথানা কাঠালিয়ায় স্থানান্তর করা হয়। এ পরিপ্রেক্ষিতে ১৯৩৭ সনে কাঠালিয়া পুলিশ স্টেশন স্থাপিত হয়। ১৯৮২ সনে উপজেলা সৃষ্টি হয়  এবং ১৯৮৬ সনে কাঠালিয়া থানা মান উন্নীত থানা হিসাবে প্রশাসনিক কার্যক্রম শুরু করে।