از آن‌جایی که سراب در کنار رود بنا شده‌است، نام آن را برگرفته از سر + آب می‌دانند.
جنگ امیر وهسودان با غزها در سال ۴۳۶ قمری در کنار شهر سراب رخ داد.
در حملات چنگیزخان مغول سراب نیز در سال ۶۱۷ ه. به شدت قتل و غارت شد. ترک‌زبان شدن شهرستان سراب از زمان سلجوقیان و کوچ ایل‌های ترک به منطقه آغاز شدسراب مانند بسیاری از شهرهای ایران در کنار رود بنا شده‌است و احتمال می‌رود نام خودش را نیز از این جهت گرفته باشد به واسطه وجود آب‌های جاری فراوان که از دامنه کوه‌های سبلان و بزقوش در دشت سراب جاری می‌شود شاید نام سراب را بر این شهر گذاشته اند اما حمداله مستوفی در کتاب معروف خود یعنی نزهع القلوب می‌نویسد
سراو شهریست از شرق سبلان مایل به قبله افتاد چو هوایش سرد است و آب آن از رودی که بدان شهر منسوب است از کوه سبلان برخیزد و در دریاچه چی چست (ارومیه) رود مردمش سفید چهره اند و سنی مذهب.
یاقوت حموی این شهر را «سراو» یا «سرو» ضبط کرده و گوید در سال ۶۱۷ هجری مغول به آن شهر حمله کرد آن شهر خراب شد و بیشتر اهالی کشته شدند.
مورخین نیز سراب را سراو ذکر کرده اند که در کنار رودخانه سراو بنا شده و از این نام اسم شهر را سراو یا سراب گذاشته اند جغرافی نویسان قدیم به جای نام سراب لغت سرالو را ذکر نموده اند.
ابن حوقل در وصف این شهر گفته است سراو شهری است نیکو و دارای چند آسیاب و گرداگرد آن مزارع غله خیز و باغستان‌ها پر فراگرفته و مهمانخانه‌ای پاکیزه و بازارهای خوب دارد.