Фамилия Густелёв образовалась от прозвища Густель. В основе лежит диалектное слово, которое в пензенских говорах обозначало «гуща, густая жидкость». Скорее всего, прозвище относилось к профессиональным именованиям: Густелём могли называть человека, который готовил различные густые жидкости — например, пивовара или повара, варившего кисели и похлёбки.

В новгородских, псковских и тверских говорах у слова «гуща» было другое значение — «густая похлёбка; кашица из ячменя с горохом». Если прозвище пошло оттуда, оно могло указывать не на ремесло, а на вкусовые пристрастия предка: любителя сытной и наваристой еды. Обе версии правдоподобны, но первая — профессиональная — встречается в русских фамилиях чаще, так как прозвища по роду занятий давали более устойчиво.

Фамилия образована по продуктивной модели: суффикс -ев присоединился к основе Густель, указывая на принадлежность («сын Густеля»). Ударение падает на последний слог, что характерно для фамилий на -ёв.

В документах фамилия встречается с XIX века. Например, в Книгу памяти Республики Марий Эл внесена Антонина Васильевна Густелёва, родившаяся в 1902 году в башкирском селе Вознесенское. Эта запись показывает, что носители фамилии жили на стыке Поволжья и Урала — в зоне смешения диалектов, где как раз бытовали оба значения исходного слова.