Фамилия Гергелев — довольно редкая, и её происхождение напрямую связано с личным именем или прозвищем. В основе лежит имя Гергель, которое является вариантом крестильного имени Георгий (от греч. «земледелец»). В южнославянских и румынском языках форма Георге (Gheorghe) часто превращалась в Герге. На русской почве это имя могло попасть через украинское или белорусское посредничество, где звук «г» в начале слова сохранялся, в отличие от литературного русского «Егор». Таким образом, Гергелев — это «сын Гергеля», то есть потомок человека по имени Гергель.

Суффикс -ев указывает на стандартную русскую модель образования фамилий от основ на мягкий согласный. Если бы в основе было слово, оканчивающееся на твёрдый согласный, мы бы получили вариант Гергелов. Форма Гергелев говорит о том, что исходное имя или прозвище звучало как Гергель. Такие фамилии были распространены в среде крестьян и мещан, где отчество постепенно закреплялось за родом.

Есть и вторая, менее вероятная версия — от тюркского слова «гергей» (гордый, важный) или от кавказского имени Герге. Но в этом случае фамилия могла бы писаться через «а» (Гергаев) или иметь другое окончание. В пользу славянского происхождения говорит и географическая привязка: большинство носителей фамилии Гергелев встречаются в южных областях России, на Украине и в Молдавии — как раз в зоне контакта с румынской и южнославянской традицией.

В документах фамилия могла фиксироваться по-разному: Гергелев, Гергелёв, Георгелев. Современная орфография закрепила вариант с буквой «е» в суффиксе. Социально фамилия не несёт следов дворянского происхождения — скорее всего, предки были крестьянами или казаками. Прозвище Гергель мог получить человек, носивший имя Георгий в его церковнославянской или южнорусской форме, и со временем это прозвище стало фамильным.