Фамилия Исмаелов — это вариант написания более распространённой фамилии Исмаилов. Обе восходят к личному имени Исмаил, которое имеет арабские корни и в переводе означает «Аллах все слышит». В исламской традиции Исмаил — один из пророков, старший сын Ибрахима (библейского Авраама), поэтому имя широко распространено у народов, исповедующих ислам.

Разница в написании — Исмаелов вместо Исмаилов — объясняется особенностями русской передачи тюркских и кавказских фамилий. В устной речи звук [и] после гласного часто редуцируется, и на письме это отражается как «е». Такая замена встречается в документах при записи фамилий выходцев из Азербайджана, Дагестана, Чечни и других регионов, где имя Исмаил популярно. По сути, Исмаелов — та же отчествообразная фамилия, построенная по русской модели «имя отца + суффикс -ов»: потомок Исмаила.

Словообразовательно фамилия прозрачна: основа Исмаил- (в варианте Исмаел-) плюс патронимический суффикс -ов, который в русском языке указывает на принадлежность («чей?»). Ударение в фамилии обычно падает на второй слог: Исмáелов, хотя в некоторых говорах смещается на третий. Встречаются также формы Исмаилов, Исмаилян, Исмаиловский — все они однокоренные и указывают на одно и то же имя в основе.

Исторически фамилия не принадлежала какому-то одному сословию: её могли носить и крестьяне, и горожане, и духовные лица. В дореволюционных метрических книгах и ревизских сказках по Кавказу и Поволжью фамилия фиксировалась в обоих вариантах — Исмаилов и Исмаелов, причём второй не считался ошибкой, а был местной нормой произношения.