Фамилия Брендюлёва — редкая и по звучанию не вписывается в ряд привычных русских фамилий. Её основа, «Брендюл-», почти наверняка имеет не славянские, а западноевропейские корни. Скорее всего, это русифицированная форма немецкой или голландской фамилии Брендль, Брендель или Брендле. В немецком языке «Brand» означает «огонь», «пожар», а «Brendel» — уменьшительная форма от этого слова или от имени Бранд (Brand). Фамилию могли принести в Россию переселенцы, мастера или военные специалисты, которых в XVIII–XIX веках приглашали на службу в Российскую империю. Суффикс «-ёв» (в женском роде — «-ёва») — типично русский патронимический формант, который присоединяли к иноязычным основам при адаптации. Таким образом, Брендюлёв — это «потомок Бренделя» или «из семьи Брендлей».

Менее вероятна, но возможна версия происхождения от диалектного или прозвищного слова. В русских говорах «брендюлить» могло означать «идти с трудом», «бродить», «шататься без дела». Однако эта гипотеза слабая: слово не зафиксировано в авторитетных словарях народных говоров, а сама фамилия Брендюлёв встречается крайне редко, что скорее говорит о её позднем, «привозном» характере. Если бы корень был исконным, вокруг него должно было бы возникнуть хотя бы небольшое гнездо однокоренных фамилий (Брендюгин, Брендяев), но их нет.

География фамилии также показательна. Основные носители — жители центральных и южных регионов России, а также потомки поволжских немцев. В метрических книгах XIX века Брендюлёвы изредка встречаются в Саратовской и Самарской губерниях — как раз в зонах немецких колоний. Это укрепляет версию о немецком корне. Окончание «-ёва», а не «-ева», указывает на ударение на последний слог: Брендюлёва (а не Брендюлева). Такое ударение характерно для фамилий, образованных от основ с беглой гласной или заимствованных.

В социальном плане предки Брендюлёвых, скорее всего, не принадлежали к дворянству. Немецкие колонисты, ремесленники и аптекари, получая российское подданство, часто русифицировали фамилии через суффиксы, но сохраняли исходную основу. Фамилия не попала в дворянские родословные книги, а значит, её носители были либо мещанами, либо крестьянами, либо мастеровыми. Если же исходная немецкая фамилия была Брендль, то её корень восходит к профессии: «Brendler» — так могли называть человека, работающего с огнём: кузнеца, стеклодува, печника. Или же это прозвище обладателя рыжих («огненных») волос. Так что за фамилией Брендюлёва стоит не русское прозвище, а история миграции, адаптации и смены языка.