เนื่องจากเป็นอำเภอที่มีประวัติยาวนาน และปรากฏชื่อเมืองมาตั้งแต่สมัยกรุงศรีอยุธยา ดังนั้นชื่ออำเภอจึงสันนิษฐานว่ามีที่มาอย่างไร โดยมีผู้สันนิษฐานไว้ 3 นัย

1. อาศัยนามจากพนมรุ้ง ซึ่งเลือนมาจากภาษาเขมรว่า "พนมโรง" แปลว่า เขาชัน หรือเขาร่อง เป็นเมืองใหญ่อยู่ใกล้เขาพนมรุ้ง จึงเรียกเมืองโรง ต่อมาเปลี่ยนเป็นนางรอง
2. ได้นามจากวัดโบราณทางด้านทิศตะวันตกเฉียงใต้ของกำแพงเมือง ชื่อวัดร้อง จึงได้ชื่อว่าเมืองร้องแล้วเปลี่ยนมาเป็นนางรอง หรือผู้สร้างวัดเป็นหญิงชื่อโรง เรียนนางโรง แล้วเปลี่ยนมาเป็นนางรอง
3. ได้ชื่อมาจากนิทานในโบราณคดี เรื่อง นางอรพิม กล่าวว่า นางอรพิมนั่งร้องไห้จึงได้นามว่านางร้อง แล้วเพี้ยนเป็นนางรอง