Фамилия Горгалёва — женская форма, мужской вариант — Горгалёв. Её основа — прозвище или нецерковное имя Горгаль. Слово «горгаль» в русских говорах неоднозначно: в одних диалектах так называли горластого, крикливого человека, в других — того, кто много ест, обжору. В смоленских и псковских говорах «горгалить» означало «громко кричать, горланить». Скорее всего, прозвище Горгаль дали обладателю зычного голоса — весельчаку, запевале или, наоборот, сварливому крикуну.

Суффикс -ёв (-ев) указывает на притяжательную модель: «сын (или потомок) Горгаля». Такая форма типична для северо-восточных и центральных областей России, хотя сама основа «горг-» чаще встречается на западе — в псковских, тверских, новгородских землях. Можно предположить, что фамилия закрепилась где-то на стыке этих регионов или её носители переселились.

Версия о тюркском происхождении (от «горга» — «ворон» или «горгут» — «страшный») маловероятна: суффикс -ёв — славянский, а не тюркский. Если бы основа была заимствована, фамилия скорее имела бы окончание -ов без смягчения.

Редкость фамилии Горгалёва (встречается точечно, в основном в Центральной России) говорит о том, что прозвище не было массовым. Сравните с однокоренными: Горгалов, Горголов — все они восходят к тому же диалектному корню, но Горгалёв выделяется мягким окончанием, что может указывать на форму именительного падежа прозвища (самого Горгаля, а не Горгала).