Фамилия Дзестеловы — редкий случай, когда в основе лежит не прозвище и не имя, а топоним, причём с нерусским корнем. Скорее всего, она образована от названия населённого пункта Дзестелово или Дзестели, который мог существовать в регионах со смешанным населением — например, на западе современной России или в Беларуси. Суффикс -ов указывает на принадлежность к роду: «Дзестеловы» буквально значит «люди из Дзестелова» или «потомок того, кто родом из Дзестелова».

Сама основа «Дзестел» не имеет славянской этимологии. Наиболее вероятно, что это адаптация балтского или финно-угорского слова. В литовском языке есть слово dzestas — «сухой, высохший», а в латышском dzest означает «остывать, стынуть». Если предположить, что исходный топоним звучал как Dzestelis или Dzesteliai, то его могли дать поселению на сухом, возвышенном месте или у холодного источника. Другая версия — связь с польским dzięcioł (дятел), но переход «дзе» в «дзе» фонетически маловероятен.

Носители фамилии, вероятно, происходили из мелкопоместной шляхты или зажиточных крестьян западных губерний Российской империи. В XIX веке такие фамилии на -ов активно закреплялись за выходцами из деревень при переписях, если у семьи не было наследственного дворянского прозвания. Окончание -ов, а не -ский, указывает на то, что род не получил герба и остался в сословии однодворцев или государственных крестьян.

Сегодня фамилия встречается крайне редко, в основном на юге России и в Краснодарском крае. Это говорит о возможном переселении в XIX–XX веках: многие крестьянские семьи с запада уходили на свободные земли Кубани. Если искать «Дзестелово» на современных картах, такого села нет — скорее всего, оно исчезло или было переименовано, но именно оттуда и пошла фамилия.