Фамилия Киелёв — редкая и неочевидная с точки зрения происхождения. В ней слышится что-то нерусское, но на самом деле она укладывается в обычную для восточнославянских фамилий модель: суффикс -ёв указывает на притяжательное значение («чей?» — Киелёв), а основа, скорее всего, — прозвище или имя.

Самая прямая версия связывает фамилию с глаголом «киеть» или «киять» — в некоторых северных и сибирских говорах это означало «кипеть», «бурлить», «вздыматься». Человек по прозвищу Киел или Киёль мог быть вспыльчивым, горячим, либо, наоборот, работником у кипящего котла — варщиком соли, пивоваром или смолокуром. В пользу этой версии говорит и то, что в русских диалектах слово «киёль» изредка фиксировали как «котёл» (с характерным аканьем и стяжением). Тогда Киелёв — буквально «котлов сын», потомок котельщика или повара.

Существует и менее очевидная версия — финно-угорский след. В карельском и вепсском языках есть слово «kieli» — «язык», а также «kielto» — «запрет». В зонах активного контакта русских с прибалтийско-финским населением (Олонецкая губерния, Карелия) прозвище Киель мог получить говорун, переводчик или, наоборот, молчун. Фамилия Киелёв — один из немногих примеров, где финская основа получила русский суффикс -ёв, а не более типичный -ов (сравните: Киелёв, а не Киелов). Это происходит, когда основа оканчивается на мягкий согласный или на -й: Киель → Киелёв.

Третья версия, более простая, — от канонического имени Кирилл через его разговорную форму Киёл. В народе имя Кирилл сокращали до Киря, Кирюха, а в некоторых местностях — до Киёл (с ударением на последний слог). Отсюда фамилия Киелёв — «сын Киёла». Правда, такая форма не характерна для центральных областей, чаще встречается на северо-западе.

Фамилия крайне редкая. Единичные носители живут в Вологодской, Архангельской областях и в Карелии — что подтверждает и диалектную, и финно-угорскую версии. В дореволюционных источниках фамилия почти не встречается: вероятно, её носители были крестьянами или мещанами, не попавшими в столичные адрес-календари. В современных списках Киелёвых — считаные десятки человек, и почти все они сосредоточены на Русском Севере.

Из-за редкости фамилия не обросла легендами и «дворянскими» версиями. Её происхождение — либо профессиональное прозвище (от кипящего котла), либо этническое (от карельского «язык»), либо простонародная форма имени Кирилл. Выбрать одну версию сложно, но северная география склоняет к первым двум.