Deriva dal praenomenlatinoLucia, femminile di Lucius ("Lucio" in italiano moderno); tradizionalmente, già all'epoca questi nomi venivano ricollegati a lux ("luce"), e spesso imposti ai bambini nati durante le ore del giorno, ma probabilmente questa è un'etimologia popolare e la vera origine rimane incerta.
Il nome Lucia entrò in uso in ambienti cristiani grazie alla venerazione verso santa Lucia, una vergine e martire siciliana; il suo culto ebbe grande forza durante il Medioevo e contribuì a diffondere il nome in tutta Europa. In latino il nome aveva l'accento sulla U ("Lùcia"), una pronuncia che in Italia si conserva in alcune parlate settentrionali (ad esempio nel venetoLùsia o Lùssia) e nei rari casi in cui "Lùcia" viene ricreato a partire da Lucio. A parte queste occorrenze, in italiano moderno la pronuncia è "Lucìa", con accento sulla I; lo spostamento dell'accento potrebbe essere anch'esso dovuto a santa Lucia che, essendo siracusana, probabilmente parlava greco, lingua nella quale il nome suona Λουκία (Loukìa).
In Italia, in aggiunta alla tradizione agiografia, il nome ha probabilmente goduto del successo dell'opera lirica di DonizettiLucia di Lammermoor (di cui è protagonista Lucia Ashton) e del romanzo di ManzoniI promessi sposi, la cui protagonista femminile è Lucia Mondella; in tempi più recenti può aver contribuito anche la fama dell'attrice Lucia Bosè, vincitrice del concorso Miss Italia 1947. Negli anni 1970 era uno dei nomi femminili più comuni, l'ottavo per diffusione con circa 380 000 occorrenze, attestato con più forza soprattutto in Sicilia.
In inglese è attestato a partire dal XII secolo, in genere nelle varianti Lucy (storicamente e attualmente la forma principale), Luce, nonché Lucie dal XIV secolo. Dal XVII secolo nei paesi anglofoni è stata riportata in voga anche la forma Lucia, in parte ripresa dall'italiano e con la medesima pronuncia.
Lucy è il nomignolo che venne dato affettuosamente al primo esemplare fossile di Australopithecus afarensis - specie ora estinta di Ominidi - rinvenuto nella regione di Afar in Etiopia da parte di Donald Johanson e della sua squadra. Lucy venne così chiamata dai suoi scopritori in onore della canzone Lucy in the Sky with Diamonds dei Beatles che stavano ascoltando mentre l'hanno scoperta.