เมื่อพระองค์ปราบดาภิเษกขึ้นเป็นปฐมกษัตริย์แห่งราชวงศ์จักรีแล้ว พระองค์มีพระนามตามจารึกในพระสุพรรณบัฏว่า "พระบาทสมเด็จพระบรมราชาธิราชรามาธิบดี ศรีสินทรบรมมหาจักรพรรดิราชาธิบดินทร์ ธรณินทราธิราช รัตนากาศภาสกรวงศ์ องค์ปรมาธิเบศร ตรีภูวเนตรวรนารถนายก ดิลกรัตนราชชาติอาชาวศรัย สมุทัยดโรมนต์ สกลจักรวาฬาธิเบนทร์ สุริเยนทราธิบดินทร์ หริหรินทรธาดาธิบดี ศรีสุวิบุลยคุณอขนิษฐ์ ฤทธิราเมศวรมหันต์ บรมธรรมิกราชาธิราชเดโชไชย พรหมเทพาดิเทพนฤบดินทร์ ภูมินทรปรมาธิเบศร์ โลกเชฏฐวิสุทธิ์ รัตนมกุฎประเทศคตามหาพุทธางกูร บรมบพิตรพระพุทธเจ้าอยู่หัว"[7]

เนื่องจากพระปรมาภิไธยที่จารึกลงในพระสุพรรณบัฏนี้เป็นพระปรมาภิไธยเดียวกับพระมหากษัตริย์แห่งกรุงศรีอยุธยา 3 พระองค์ ได้แก่ สมเด็จพระรามาธิบดีที่ 1 (พระเจ้าอู่ทอง), สมเด็จพระรามาธิบดีที่ 2 (พระเชษฐา) และสมเด็จพระรามาธิบดีที่ 3 (สมเด็จพระนารายณ์มหาราช) ดังนั้น พระองค์จึงเป็น "สมเด็จพระรามาธิบดีที่ 4"[8]

ต่อมาพระบาทสมเด็จพระนั่งเกล้าเจ้าอยู่หัวโปรดให้ออกพระนามรัชกาลที่ 1 ว่าพระบาทสมเด็จพระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลก ตามนามของพระพุทธรูปที่ทรงสร้างอุทิศถวาย[9] และพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวได้เพิ่มพระปรมาภิไธยแก่สมเด็จพระบรมอัยกาธิราชจารึกลงในพระสุพรรณบัฏว่า "พระบาทสมเด็จพระปรโมรุราชามหาจักรีบรมนารถ นเรศวราชวิวัฒนวงศ์ ปฐมพงศาธิราชรามาธิบดินทร์ สยามพิชิตินทรวโรดม บรมนารถบพิตร พระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลก"[8]

หลังจากนั้น พระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัวมีพระบรมราชโองการเฉลิมพระปรมาภิไธยอย่างสังเขปว่า พระบาทสมเด็จพระรามาธิบดีศรีสินทรมหาจักรีบรมนาถ พระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลก หรือ พระบาทสมเด็จพระรามาธิบดีที่ 1[10]

ในวาระการสถาปนากรุงรัตนโกสินทร์ครบรอบ 200 ปี รัฐบาลได้จัดงานสมโภชกรุงรัตนโกสินทร์ขึ้นเมื่อ พ.ศ. 2525 ในการนี้รัฐบาลและปวงชนชาวไทยพร้อมใจกันเฉลิมพระเกียรติพระองค์โดยถวายพระราชสมัญญา "มหาราช" ต่อท้ายพระปรมาภิไธย ออกพระนามว่า "พระบาทสมเด็จพระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลกมหาราช"[11][12]