Фамилия Хелсупали настолько редкая и необычная для русского уха, что её происхождение почти наверняка не славянское. В корне фамилии слышится чужеродный, скорее всего, кавказский или восточный субстрат. Если отбросить интуицию и попробовать разобрать слово по правилам русской ономастики, мы не найдём здесь привычных суффиксов -ов, -ин или -ский. Окончание -ли — характерный признак фамилий грузинского происхождения (ср. Церетели, Орбели, Джугашвили). В грузинском языке суффикс -ли (-ели) часто указывает на принадлежность к роду или местности.

Первая часть «Хелсу-» может быть искажённым или транскрибированным грузинским словом. Наиболее правдоподобная версия связывает основу с грузинским «хелси» (хелси) — «рука». В таком случае «Хелсупали» может означать «владыка руки» или «господин руки» (от «пали» — господин, хозяин, владыка). Это могло быть прозвище мастера, ремесленника, лекаря-костоправа или человека, обладавшего большой физической силой. В средневековой Грузии такие составные фамилии не редкость: они описывали занятие, внешность или характер родоначальника.

Вторая версия, менее вероятная, предполагает, что фамилия могла возникнуть из тюркского или персидского корня. В некоторых тюркских языках «хелс» или «хальс» означает «чистый», «искренний». Но сочетание с окончанием -ли скорее отсылает к азербайджанской или турецкой модели образования фамилий (ср. Ахмедли, Тагиев). Однако в таком случае форма должна была бы звучать как «Хелсли» или «Хельсов», а не «Хелсупали».

Скорее всего, фамилия Хелсупали — грузинская, и её носители происходят из исторической области Гурия, Имеретии или Кахетии, где распространены длинные и сложные фамилии, образованные от прозвищ. В русские метрические книги эта фамилия могла попасть в XIX — начале XX века, когда выходцы с Кавказа переселялись в центральные губернии. Встретить её сегодня можно в основном на юге России, в Краснодарском крае или в среде грузинской диаспоры.