Западная Двина была основана в 1900 году в качестве станции при новой железной дороге Москва - Рига (в те времена "Московско-Виндавская железнодорожная линия"). Станция была названа по имени реки, протекающей через эти края - Западная Двина. 1 декабря 1937 г. поселок был преобразован в город. На протяжении истории река Западная Двина имела около 14 наименований: Дина, Дуна, Вина, Танаир, Турун, Родан, Дюна, Эридан, Западная Двина и другие. В среднем и верхнем течении реки получает распространение название Двина, имеющее обширный ареал от Балтии до Беломорья. Вероятно, это название оставлено древним населением, говорившим на языке, близком к балтийскому. В нижнем течении латышское население использовало название Даугава — 'многоводная' (литов. daug 'много, множество'). Такое же значение может иметь и Двина (ср. русск. диал. двина 'много', 'большое количество чего-либо'), что делает весьма вероятным калькирование русского Двина и латышского Даугава.