Фамилия Горносталевы (встречается также написание через «ё» — Горносталёвы) не так проста, как может показаться на первый взгляд. Самая правдоподобная версия связывает её с профессиональным прозвищем Горносталь, которое образовано сращением двух слов: «горн» (плавильная печь) и «сталь». Предок носителей этой фамилии, скорее всего, был сталеваром или мастером, работавшим с металлом и печами. Такая словообразовательная модель — из двух корней в одно прозвище — нечаста для русских фамилий, что делает эту версию особенно интересной.

Менее убедительна, но тоже возможна связь с фамилией Горностаевы. В этом случае прозвище Горностай давали либо охотнику на пушного зверька, либо, что встречалось в древнерусской традиции, давали ребёнку нецерковное имя по названию животного. Считалось, что таким образом к малышу перейдут ценные качества зверька — ловкость, чистоплотность, осторожность. Однако версия с «горном и сталью» выглядит логичнее: она объясняет само появление редкого корня «-сталь», которого нет в фамилии Горностаев.

С точки зрения словообразования перед нами типичная патронимическая модель на -ов: прозвище отца (Горносталь) превратилось в фамилию его потомков. Вариант с буквой «ё» (Горносталёв) — не ошибка, а исторически верное ударение, которое в советских паспортах часто заменяли на «е» из-за правил упрощённого написания. Обе формы имеют право на существование и относятся к одному роду.