Фамилия Бургелова — редкий случай, когда почти наверняка можно говорить об иноязычной основе. В русской ономастике фамилии с корнем «бург» обычно указывают на немецкое или скандинавское происхождение. Слово «бург» (Burg) в германских языках означает «крепость», «замок». Фамилия могла образоваться от названия населённого пункта, содержащего этот корень, — например, Бург, Бургдорф, или от прозвища человека, жившего у замка, работавшего в нём. Модель образования — суффикс -ов, типичный для русских фамилий, который присоединили к основе Бургел. Вариант Бургелов (мужская форма) встречается единично, а женская — Бургелова — фиксируется в документах XIX-XX веков. Ударение, скорее всего, падает на второй слог: Бурге́лова.

Сложность в том, что «Бургел» — нестандартная основа. В русском языке нет слова «бургел» или «бургель». Это наводит на мысль, что фамилия могла возникнуть не от прямого заимствования, а через адаптацию иностранной фамилии — например, немецкой Bürgel (Бюргель) или голландской Van der Burg. При переходе в русскую среду звук [ю] или [и] мог замениться на [у], а конечное -ель — на -ел. Подтверждение этому — существование фамилии Бургель (встречается у еврейских ашкеназских семей, а также у немцев Поволжья). Тогда Бургелова — это русифицированная форма от Бургель с добавлением суффикса -ов.

Географически фамилия тяготеет к югу России и Украине. В ревизских сказках XIX века единичные записи Бургеловых встречаются в Херсонской губернии и в Области Войска Донского — регионах, куда в XVIII-XIX веках активно приглашали немецких колонистов. Поэтому вероятная социальная среда предков — крестьяне-колонисты или ремесленники, переселившиеся в Российскую империю. Мужская форма Бургелов могла принадлежать управляющему или сторожу при замке (если речь о немецких землях), но для русского контекста связь с конкретным замком утрачена.

Альтернативная, но менее правдоподобная версия — происхождение от тюркского слова «бурге» (волк) с суффиксом -л. Однако такая модель нехарактерна для тюркских фамилий, и фонетически «Бургел» не укладывается в тюркскую словообразовательную норму. Таким образом, наиболее обоснованным остаётся германский след.