Фамилия Кельбалива — одна из тех, где необычное звучание почти сразу указывает на восточное происхождение, а окончание «-а» намекает, что перед нами не мужская, а женская форма. В русской традиции такие фамилии не склоняются по родам, но их основа обычно восходит к мужскому имени или прозвищу.

Скорее всего, в основе лежит тюркское имя Кельбай (или Кельбали). Первая часть «кель» в тюркских языках часто связана с понятием «приходи», «приди» (повелительное наклонение от глагола «приходить»), а вторая — «бай» означает «богач», «господин», «хозяин». Таким образом, имя Кельбай можно перевести как «приди, богач» или «будь богатым» — типичное имя-пожелание, распространённое у народов, исповедующих ислам, где давали имена с добрыми напутствиями. Вариант Кельбали мог возникнуть под влиянием арабского имени Али (высокий, возвышенный), что даёт сложносоставное значение «приди, Али» или «будь как Али».

Фамилия образована по русской модели с суффиксом «-ов-», который присоединялся к тюркским именам при оформлении фамилий в среде крещёных татар, башкир или других народов Поволжья и Приуралья. Форма «Кельбалива» — это женский вариант фамилии Кельбалиев (в родительном падеже звучит как «Кельбалиева»). В русском языке фамилии на «-ов» в женском роде закрепились с окончанием «-а», поэтому Кельбалива — это «жена или дочь Кельбалиева».

Географически фамилия редкая, но её корни стоит искать в регионах, где исторически смешивались тюркские и русские традиции: Татарстан, Башкортостан, Оренбургская область, а также Закавказье (Азербайджан), где имя Кельбали встречается как личное. Предки носителей фамилии, вероятно, были крещёными татарами или выходцами из тюркоязычной среды, получившими фамилию по имени родоначальника. Сословно это могли быть крестьяне или мещане — фамилии такого типа обычно возникали в XIX веке при массовой паспортизации.

Написание с одной «л» и ударением на последний слог (КельбаливА́) — наиболее вероятное, хотя в разговорной речи возможен перенос ударения на второй слог. Фамилия не имеет отношения к русским корням, поэтому её этимология полностью лежит в области тюркской ономастики.