Фамилия Кельбалиева — женская форма мужской фамилии Кельбалиев. Её основа — азербайджанское или тюркское мужское имя Кельбали (Гельбала, Кельбала), которое состоит из двух корней: «кель» (приходи) и «бала» (ребёнок, мальчик). Буквально имя означает «приди, мальчик» или «будь нам сыном» — так в тюркской и кавказской традиции могли назвать долгожданного или позднего ребёнка, которого вымолили у высших сил. Встречаются и вариации написания: Гельбала, Келбала.

Фамилию образовали по русской модели с суффиксом -ев, характерным для фамилий, произведённых от основ на согласный или -а/-я. В азербайджанской ономастике фамилии на -ев и -ов — результат русификации конца XIX — начала XX века, когда в Закавказье вводили обязательные метрические записи по образцу Российской империи. Поэтому Кельбалиев — это не древняя родовая фамилия, а относительно поздний документированный вариант, закрепившийся за семьёй по имени предка.

Географически фамилия Кельбалиева распространена в Азербайджане, Дагестане и среди азербайджанских общин в других регионах России. В русском языке ударение чаще ставят на второй слог: Кельба́лиева, хотя в тюркском произношении ударение может смещаться на последний слог. Стоит отметить, что в некоторых источниках фамилию путают с близкой по звучанию Кельбалаев, но это разные основы: у Кельбалаева корень — имя Балай (уменьшительное от Бала), а не Бала.

Если говорить о социальном контексте, то носители фамилии Кельбалиев/Кельбалиева в основном происходят из крестьянских и ремесленных слоёв Закавказья. Дворянского сословия среди них не зафиксировано, что типично для фамилий, образованных от личных имён без добавления приставок типа «-оглы» или «-заде», которые в азербайджанской среде чаще указывали на знатное или городское происхождение.