卢沟桥是因横跨卢沟而得名的。这“卢沟”就是今天源自山西宁武累头山的永定河，流经大同盆地、阳原盆地、延怀（延庆～怀来）盆地，然后冲开北京西山，经北京小平原流入渤海，全长700多公里。在官厅以上的这些盆地，在地质时期曾经是一个面积约1万平方公里的桑干古湖。
在这里沉积下了巨厚的，呈灰绿或灰黑色的湖相、沼泽相沉积物。当雨季来临时，由于受雨水的冲刷，不仅河水混浊，含沙量很高，而且几乎是呈黑色的泥浆。
“燕人呼卢为黑”，因之把永定河称之为“卢沟”，实在是一个很形象的称谓。自古以来，以卢沟桥为代表的古渡口，则是燕山山脉南北交通往来的咽喉要地一一从中原大地沿太行山脉的东麓北上过古渡口可分别上蒙古高原、山西高原，或东北平原；反之，由上述地区南下也必须如此。而卢沟在“西山以上，冈峦夹峙，无冲激之患：渡口而下，地平土疏，波激湍悍，或分或合，迁徙弗定”。
也因于此，在未建石桥之前，渡口上只有浮桥。宣和七年（1125年）宋朝使臣许亢宗出使北国时，曾记有《宣和乙己奉使行程录》。其间这样写道：“卢沟河水极湍急，每俟水浅，置小桥以渡，岁以为常。”但由于永定河在春季有凌汛、夏季有伏汛，临时搭建的浮桥常被冲毁。这就严重地影响了南北往来的交通。特别是在公元1153年金海陵王完颜亮迁都燕京之后，卢沟渡口的重要性就更显突出，遂于金大定修建卢沟石桥。
据《金史·河渠志》载：“大定二十八年（1188年）五月诏：卢沟河使旅往来津要，令建石桥，未行而世宗崩，章宗大定二十九年（1189年）六月，复以涉者病河流湍急，诏命造舟，继而更命建石桥。明昌三年（1192年）三月成。敕命曰广利。”“广利”，即广而得利之意。但是，人们却总是以其横跨卢沟而称其为“卢沟桥”。
