Название связано с прилегающим селом Ильинкой, которое в XIX веке было даровано статскому советнику Илье Николаевичу Дебольцову за участие в подавлении восстания декабристов. Спустя некоторое время Ильинка получила своё второе неофициальное имя — Дебольцовка. Именно так она была указана на топографических картах XIX века, и станция, которую основали на северных границах имения Дебольцова, получила название Дебальцево.