Históricamente conocida por su antiguo nombre germánico Reval o Revel, (véase el nombre en distintos idiomas), Tallinna reemplazó al anterior nombre de Reval (en ruso: Ревель) en 1918, cuando Estonia logró la independencia. A principios de la década de 1920 esta denominación fue modificada, pasando a ser Tallinn, caso excepcional en el idioma estonio donde los topónimos de las poblaciones siempre terminan en vocal. Aún existe confusión en algunos hablantes extranjeros sobre este término, confusión sostenida por el hecho de que en estonio el caso genitivo de esta palabra termina con el sufijo –a, así tenemos que el Aeropuerto de Tallin se llama, Tallinna Lennujaam. La terminación –linna, como en germánico -burg y en eslavo -grad o -gorod significaba originalmente fortaleza, aunque posteriormente se utilizó como sufijo en la formación de los nombres de ciudad. De hecho en estonio linn significa ciudad. Se debate el origen del nombre Tallinn, pero se sabe que es de origen estonio. Según la teoría más aceptada deriva de Taani-linn, que significa "ciudad danesa" término que se justifica en la primera construcción de una fortaleza en la colina de Toompea por los daneses; otras teorías afirman que procede de Talu linn, que significa "ciudad de la agricultura", o de tali-linna que viene a significar "ciudad de invierno".