Фамилия Эльвира стоит особняком среди русских фамилий: она образована не от прозвища, ремесла или крестильного имени, а напрямую от женского личного имени Эльвира. Это редкий случай, когда фамилия не прошла через стадию отчества или прозвища, а была дана в честь конкретного человека или зафиксирована в документах как готовая форма.

В русской ономастике фамилии на -а без типичных суффиксов (-ов, -ин, -ский) чаще всего указывают на нерусское происхождение. Имя Эльвира имеет несколько версий происхождения. По одной, оно восходит к древнегерманскому Alvar — «всё истинное» или «благородный страж», по другой — к арабскому Ильвира («элитная»), по третьей — к испанскому Elvira, которое связывают с вестготским наследием. В любом случае, в Россию имя попало через европейскую культуру, вероятно, в XIX — начале XX века, вместе с модой на иностранные имена в дворянских и купеческих семьях.

Фамилия Эльвира могла возникнуть двумя путями. Первый: её могли получить дети или потомки женщины по имени Эльвира — в тех регионах, где фамилии ещё не устоялись и их записывали по матери (например, в польских или прибалтийских губерниях, где женские имена иногда становились фамилиями без изменения формы). Второй: фамилию могли искусственно закрепить за собой представители интеллигенции или духовенства, взявшие красивое, необычное имя в качестве родового. Встречается она крайне редко, преимущественно в западных областях России, а также среди потомков обрусевших немцев и поляков.

Словообразовательно фамилия не имеет суффикса — это так называемая «чистая» основа. В русской традиции такие фамилии часто воспринимались как несклоняемые, хотя по правилам женская фамилия Эльвира склоняется, а мужская — нет. Споров о корне здесь нет: основа — само имя, которое в данном случае стало фамилией без дополнительных морфем. Это делает фамилию Эльвира уникальной среди русских родовых имён, так как большинство из них образуется через патронимические суффиксы.

Специалисты по ономастике, в частности Б. Унбегаун в «Русских фамилиях», отмечают, что фамилии, совпадающие с женскими именами, нетипичны для великорусского ареала и встречаются в основном на окраинах или у нерусских народов. Поэтому носители фамилии Эльвира с высокой вероятностью имеют смешанные корни — польские, немецкие или татарские, где такая модель образования фамилий более привычна.