Современное название, данное городу в январе 1950 года, происходит от названия реки Северский Донец.
До 1950 года тогда ещё посёлок городского типа носил название Лисхимстрой (Лисичанское химическое строительство). В 1950 году предлагалось четыре варианта нового названия для посёлка: Светлоград, Комсомольск-на-Донце, Менделеевск или Северодонецк. Но 27 января 1950 года выбор был сделан в пользу названия Северодонецк.