Фамилия Дятлева — женская форма фамилии Дятлев, которая образована от прозвища или нецерковного имени Дятел. В русской ономастике существует целый пласт «птичьих» фамилий (Соколов, Воробьёв, Кукушкин, Голубев), и Дятлев входит в эту группу, но с одной важной особенностью: в отличие от сокола или голубя, дятел не был символом знатности или кротости. Скорее, прозвище Дятел давали человеку настойчивому, упорному, «долбящему» одно и то же, либо тому, кто был заметно худ и имел длинный нос — внешнее сходство с птицей.

Словообразовательная модель здесь простая и распространённая для центральных и северных регионов России: основа «Дятел» перешла в притяжательное прилагательное «Дятлев» (чей? — Дятлев) с помощью суффикса -ев. Такая форма типична для прозвищ и имён, оканчивающихся на согласный или беглый гласный (ср. Орлов, Козлов, Соловьёв). Суффикс -ев, а не -ов, появился из-за мягкого звука «л» в конце основы.

Фамилия Дятлев, а значит и Дятлева, неоднократно фиксируется в писцовых книгах XVI–XVII веков. Например, в новгородских и вологодских землях встречались крестьяне и посадские люди с этим прозвищем. В Словаре древнерусских личных собственных имён Николая Тупикова упоминается крестьянин Дятел (середина XVI века). Это указывает на то, что фамилия возникла в среде свободного сельского населения, а не в боярских родах — в дворянских родословных книгах Дятлевы почти не встречаются.

Интересная деталь: в некоторых говорах слово «дятел» имело и переносное значение — «болтун» или «человек, который повторяет одно и то же». Так что предок носительницы этой фамилии мог слыть не только работящим, но и надоедливым собеседником. Однако основная версия всё же связана с трудолюбием и упорством — качествами, которые на Руси ценились выше бойкости языка.

Фамилия Дятлева встречается преимущественно в центральных областях России, а также на Урале, куда она попала с переселенцами в XVIII–XIX веках. Встречается и вариант с ударением на первый слог (Дя́тлева) — он более архаичный, и на второй (Дятле́ва) — более современный, но оба корректны. Разница в ударении часто указывает на региональную традицию произношения.