Фамилия Бургелов — пример относительно редкой модели, где русский суффикс -ов наращивается на основу, которая звучит по-немецки или прибалтийски. В ней сразу два слоя: внешний, указывающий на принадлежность к русской фамильной традиции, и корень, который выдает иноземное происхождение предка.

Скорее всего, в основе лежит немецкая фамилия Бургель (Burgel) или её вариант. Само слово Burgel — уменьшительное от Burg (крепость, замок) или от названия города Бург. В немецкой ономастике Бургель могло быть прозвищем человека, жившего у замка или в местечке Бург, либо фамилией, образованной от названия профессии, связанной с крепостными сооружениями. В XVIII–XIX веках в Россию приезжало много немецких специалистов — военных, инженеров, аптекарей, ремесленников. Их фамилии нередко русифицировали добавлением -ов, -ев или -ин: так Бургель превращался в Бургелова (жена или дочь) и затем закреплялся за потомками как Бургелов.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с диалектным русским словом «бургель» или «бурга», которое в некоторых говорах означало бугор, холм, возвышенность. В этом случае прозвище Бургель мог получить человек, живший на возвышенности, но такая основа нехарактерна для русских фамилий и почти не встречается в исторических документах. Немецкое происхождение выглядит убедительнее.

Географически фамилия Бургелов встречается рассеянно, без явного гнезда в одном регионе, что типично для фамилий, принесённых переселенцами или иностранцами. В отличие от массовых крестьянских фамилий, Бургеловы — это, скорее всего, потомки выходцев из немецких колоний или горожан, чья фамилия не успела обрасти множеством ветвей. В написании возможны варианты через «е» (Бургелев) или с ударением на второй слог, но классическая форма — Бургелов.