Фамилия Чагелов образована по одной из самых распространённых в русской ономастике моделей: от прозвища или мирского имени с помощью суффикса -ов. Суффикс указывает на принадлежность («чей?»), то есть Чагелов — это «сын Чагела» или «потомок человека по прозвищу Чагел».

Корень «чаг-» в русских говорах имеет несколько значений, и это делает фамилию неоднозначной. Самая вероятная версия связывает её с диалектным словом «чага» — так в северных и сибирских областях называют берёзовый гриб (трутовик). Прозвище Чагел могли дать человеку, который занимался сбором или продажей чаги, либо тому, кто внешне напоминал этот нарост — например, был коренастым или смуглым. В говорах слово «чага» также означало «суковатая палка», «дубина», и в этом случае прозвище могло относиться к человеку грубого нрава или того, кто ходил с посохом.

Менее распространённая, но возможная версия — связь с тюркским корнем «чаг» (время, эпоха) или «чага» (дитя, мальчик). В таком случае Чагеловы могли происходить из татарской или башкирской среды, где фамилию дали по имени-пожеланию «Чагел» — «ребёнок» или «дитя». Однако для русской фамилии тюркская основа менее типична, и её стоит рассматривать как гипотезу для тех регионов, где русские и тюркские народы жили бок о бок — например, в Поволжье или на Урале.

Географически фамилия редкая. Основные очаги её бытования — центральные области России, особенно Тверская и Ярославская губернии, где слово «чага» в значении «гриб» было хорошо известно. Встречаются Чагеловы и на севере, в Архангельской области. Сословной привязки нет: Чагеловы могли быть и крестьянами, и мещанами — фамилия не указывает на дворянское происхождение.

Интересная деталь: в старых переписях фамилия иногда записывалась как «Чегелов» — через «е» в первом слоге. Это объясняется аканьем (произношение «чягел» на письме отражали по-разному). Такие варианты стоит искать в документах XVIII–XIX веков, особенно если поиск по современному написанию не даёт результатов.