Фамилия Гордельянов — редкий случай, когда основа, скорее всего, не русская, а тюркская или кавказская, но «обрусена» типично русским суффиксом. Если разобрать её по составу, сразу бросается в глаза суффикс -ьян-, который нехарактерен для исконно славянских фамилий. В русской ономастике этот элемент почти всегда указывает на заимствование: так оформляли фамилии армяне (например, Аванесян, Петросян) или народы Северного Кавказа. Однако в фамилии Гордельянов суффикс -ьян- стоит перед русским патронимическим -ов, что выдает двойную адаптацию: сначала фамилию переделали на армянский или тюркский лад (Гордельян), а затем «обрусели» окончательно, добавив -ов.

Самая вероятная версия происхождения корня — от мужского имени или прозвища Гордель. В русских говорах «гордый» означало не только «надменный», но и «видный, статный, достойный уважения». Однако имя Гордель могло быть и формой крестильного имени Гордий (от греческого «гордый, стремительный»). В этом случае фамилия образована по цепочке: Гордий → уменьшительное Гордя → отчество Гордеев (обычный путь), но в редких диалектах или в записях писцов имя могло дать форму Гордель, от которой и пошёл Гордельянов.

Есть и более экзотическая версия. На Кавказе и в Закавказье встречается фамилия Горделиани (грузинская, с суффиксом -иани). При переселении в русскоязычную среду её могли переосмыслить как Гордельянов: заменили грузинское окончание на русское -ов, а суффикс -ьян- остался как рудимент. Подтвердить это сложно — в документах XVIII–XIX веков такая фамилия почти не встречается, что говорит о её позднем оформлении или малочисленности рода.

Географически Гордельяновы — скорее всего, выходцы из южных регионов России (Кубань, Ставрополье) или Закавказья, где смешивались русские, армянские и тюркские фамильные модели. Сословно предки могли быть как казаками, так и мещанами или крестьянами, получившими фамилию при переписи уже в XIX веке.

В современном русском языке фамилия звучит тяжеловато из-за скопления согласных и редкого суффикса, но именно это делает её ценной для историка: она хранит следы миграции и языкового смешения, которые не видны в фамилиях вроде Иванов или Петров.