Фамилия Антонелис звучит не по-русски, и это первая подсказка. Её происхождение — не славянское, а греческое или итальяно-греческое. В русском контексте она встречается редко и почти всегда указывает на греческие корни носителя, особенно если речь о фамилиях, принесённых греками в Причерноморье или на юг Российской империи.

Основа фамилии — мужское имя Антоний (греч. Antonios, лат. Antonius), которое через византийскую традицию распространилось по всему православному миру. Суффикс «-елис» (греч. -έλλης, -έλλη, -έλης) — типичный для греческого языка патронимический или посессивный формант. Он означает «сын» или «принадлежащий», как, например, в фамилиях Папагеоргиу, Пападопулос или Канеллис. Таким образом, Антонелис — это «сын Антония» или «маленький Антоний». В русской передаче окончание «-ис» закрепилось, в то время как в оригинале могло звучать как «Антонэллис» или «Антонеллис».

Географически фамилия тяготеет к регионам, где исторически жили греки: к Понту (южное побережье Чёрного моря), Малой Азии, островам Эгейского моря, а также к греческим диаспорам в Одессе, Мариуполе и Новороссийске. В России и Украине носители Антонелис — это, как правило, потомки греческих переселенцев XVIII–XIX веков. В самой Греции фамилия встречается, но не входит в число самых распространённых.

С точки зрения словообразования, Антонелис — фамилия патронимическая, без русского суффикса «-ов» или «-ин». Это говорит о том, что она сохранила свою первоначальную форму при переходе в русскую среду, а не была русифицирована. Социальный статус предков мог быть разным: от крестьян и ремесленников до торговцев и священников, так как имя Антоний в православии почитается (святой Антоний Великий). Единственная деталь, которая выделяет эту фамилию среди множества греческих фамилий на «-ис», — её относительная редкость: на фоне массовых Пападопулосов или Николаидисов Антонелис звучит более камерно и локально, чаще привязано к конкретному роду из определённого села или города.