Фамилия Гербелева — женская форма, а мужская, Гербелев, образована по стандартной русской модели с суффиксом -ев, который присоединяли к основам на мягкий согласный или -й. Вопрос в том, что это за основа. Самая вероятная версия — прозвище от слова «гербель» или «герб». В русских говорах «гербель» могло означать нечто, связанное с гербом (геральдическим знаком), либо быть искажённым заимствованием из немецкого «Herb» (горький, терпкий) или «Erbe» (наследство). Однако в ономастике чаще всего фамилии с корнем «герб-» отсылают к прозвищу, данному человеку, который имел отношение к гербам: либо рисовал их, либо носил на щите, либо просто был заметен, «как герб».

Есть и вторая, менее очевидная версия: фамилия могла возникнуть от тюркского имени или прозвища. В тюркских языках «гёрбе» или «кербе» означает «горб» или «горбатый», а суффикс -ев русифицировал такую основу. Тогда Гербелев — потомок человека по прозвищу Горбатый. Эта версия правдоподобна для южнорусских или казачьих регионов, где тюркские влияния сильны.

Географически фамилия редкая. В дореволюционных списках она встречается в основном в центральных губерниях России и в Поволжье. Встречается написание через «ё» — Гербелёв, что может указывать на ударение на последний слог. Суффикс -ев, а не -ов, говорит о том, что основа оканчивалась на мягкий согласный или -й, что подтверждает версию с «гербель» (мягкое «ль»). Никаких известных дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано — скорее всего, это крестьянская или мещанская фамилия, возникшая в XVIII–XIX веках, когда фамилии массово закреплялись за бывшими прозвищами.