駅の名前は、当駅の東部にそびえる「面白山」の山名にちなんだものです。面白山は、宮城と山形の県境にあり、仙山線を挟んで「面白山（1,264m）」と「南面白山（1,225m）」に分かれ、ともに輝石安山岩の地質からなっています。
　南面白山の山中には滝があります。そして、その滝の中ほどからは、水流が三本吹き上げるように流れています。その様子がおもしろい、ということで、里人はこれを権現として祀り「面白権現」と名付けました。これが山名の由来といわれています。なお、面白権現は雨乞いの神として知られ、昔は日照りが続くと、馬の生首を神前に供えて雨乞いの踊りを踊ったといいます。
　この地名の由来を受けて、昭和12年（1937）11月10日、難工事の末に作並～山寺間が開通、仙山線が全線開通した時、面白山信号所として開業し、昭和63年（1988）、面白山駅から面白山高原駅と改称しました。