Фамилия Каптелов — редкий пример, когда прозвище, лёгшее в основу, почти наверняка связано не с характером или внешностью, а с конкретным предметом быта. Разговорное слово «каптел» или «каптель» в русских говорах означало деревянную или металлическую петлю, скобу, крюк — деталь, за которую что-то цепляли или подвешивали. В некоторых регионах так называли дужку у ведра, в других — задвижку у воро́т. Человек, получивший уличное прозвище Каптел, скорее всего, либо делал такие скобы (кузнец или плотник), либо торговал ими, либо просто выделялся какой-то приметной деталью в доме или хозяйстве.

Модель образования фамилии стандартна для центральной России: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей?» — сын Каптела). Форма Каптелов, а не Каптелев, закрепляет твёрдую основу прозвища. Встречаются и однокоренные варианты — Каптелев, Каптелин, но Каптелов — самый частотный. В дореволюционных переписях и метриках носители фамилии концентрировались в основном в Поволжье и на северо-востоке европейской части России — от Костромской губернии до Вятки, что совпадает с ареалом распространения самого слова «каптел» в значении «скоба» или «задвижка».

Другие, менее убедительные версии связывают фамилию с греческим именем Капетон (в просторечии Каптела), но для русского крестьянского быта это маловероятно. Также иногда пытаются вывести её от «каптёрка» (кладовка), но там иная словообразовательная цепочка. Наиболее правдоподобным остаётся ремесленный след: предок носителя фамилии был человеком, чья работа была напрямую связана с металлическими или деревянными скобами — важной, хоть и незаметной, частью хозяйства.