C'est surtout via les archives de l'Ain qu'il est retrouvé formes anciennes du toponyme Cleyzieu, Cllêziœx en arpetan.
C'est l'année 1191 qui nous fournit la première attestation de ce toponyme avec un Ecclesia Sancti Martini de Cleysieu nous spécifiant l'existence de l'Église placée sous la protection de Saint Martin. Nous reverrons forme toponymique ancienne en 1223 avec un Cleiseu qui nous est confirmé en 1289 avec un Clayseu suivi d'un Cleyseu en 1339. Les archives de la Côte-d'or nous dévoile aussi un Cleyssiacus en 1369 puis un Cleisiou au XIV° siècle alors que les pouillés de Lyon nous présente un Cleseu en 1492 puis, de nouveau dans les archives de la Côte-d'Or, un Cleysiacus et un Cleysiou en 1508.
Le mandement de Saint-Rambert-en-Bugey nous dévoile un Cleysieu en 1553 que nous retrouvons dans autre document avec un Cleizieu en Bugey pour l'année 1670.
En 1789, peu avant la Grande Révolution, le pouillé du Diocèse de Lyon nous laisse lire un Clezieu puis, après cette Révolution, un Cleyzieu dans le dénombrement de Bourgogne qui se verra devenir Clézieux en l'An X.
Ce toponyme semble dériver du mot latin Ecclēsĭa = assemblée du Peuple, Église.
