Фамилия Белялёва — один из тех случаев, когда женская форма прочно закрепилась в обиходе, хотя её основа мужская: Белялёв. С точки зрения словообразования, это типичная патронимическая фамилия, отвечающая на вопрос «чей?» — то есть «сын Беляля». Ключевой элемент здесь — суффикс -ёв, который в русской ономастике присоединялся к основам, оканчивающимся на мягкий согласный или шипящий (ср. Игнатьев, Алексеев). В данном случае основа — Беляль.

Само имя Беляль — форма, производная от древнерусского нецерковного имени Беляй или Белян. В дохристианской и раннехристианской Руси такие имена давали по внешним признакам: «белый» означало светлый, чистый, возможно, белокурый или бледный лицом. Имя Беляй фиксируется в исторических документах, например, в актах XV–XVI веков. От него через патронимический суффикс -ев (после мягкого «л» — -ёв) и возникла фамилия. Ударение, скорее всего, падает на последний слог — Белялёв, что типично для фамилий на -ёв.

Редкость фамилии Белялёва/Белялёв объясняется тем, что она образована от неканонического имени, которое не вошло в святцы. Такие фамилии часто встречаются в старообрядческой среде или в северных и центральных регионах России, где дольше держались архаичные прозвищные традиции. Географически фамилия встречается в Вологодской, Костромской областях и в Приуралье — в местах, куда в XVII–XVIII веках переселялись крестьяне из Поморья.

Стоит различать Белялёва и однокоренные Беляев, Беляков. Беляев — самая массовая фамилия от того же корня (через суффикс -ев напрямую от Беляй). Белялёв же — более редкая форма, где промежуточное звено — имя Беляль. Версия, что основа могла быть тюркской (от слова «беляль» — «святой» или «знающий» у татар), маловероятна: суффикс -ёв не характерен для татарских фамилий, а звучание «Белял» в тюркских языках обычно передаётся как Билял. Поэтому русское происхождение от прозвища Беляй — основная и наиболее обоснованная гипотеза.