Фамилия Кирли — редкий случай, когда написание почти не оставляет пространства для догадок: она звучит как иноязычная. И действительно, её основа — скорее всего, не славянская, а тюркская или кавказская. В русской среде фамилия с таким финалом (-ли) встречается редко, а суффикс -и не характерен для исконно русских фамилий (там были бы -ов, -ин, -ский). Это сразу подсказывает, что перед нами либо заимствование, либо фамилия, оформленная по иной модели.

Самая правдоподобная версия возводит Кирли к тюркскому имени или прозвищу Кирли. В тюркских языках корень «кир» означает «грязь», «пыль», а суффикс -ли образует прилагательное: «грязный», «запылённый». Прозвище могли дать человеку, чья работа или образ жизни были связаны с землёй, углём, глиной — например, гончару, земледельцу или угольщику. Впрочем, в некоторых диалектах «кир» может означать и «поле», «пустошь», так что прозвище могло быть топонимическим: человек, живший у пустоши или на поле.

Другая версия, менее вероятная, но встречающаяся — связь с тюркским «кирли» в значении «запятнанный», «нечистый» в переносном, моральном смысле. Такие прозвища в прошлом давали не столько для оскорбления, сколько для «оберега» — считалось, что неблагозвучное имя отпугивает злых духов.

Встречается фамилия Кирли и у народов Северного Кавказа, особенно у кумыков и балкарцев, где она могла возникнуть самостоятельно, от местных имён. В русских документах фамилия фиксируется с XIX века, в основном в южных губерниях и на Кубани, где был силён тюркский и кавказский субстрат.

С точки зрения словообразования, фамилия Кирли — это застывшая форма прозвища без русского фамильного суффикса. Такие «голые» основы (как Кули, Батыр, Али) обычно указывают на позднее оформление фамилии или на её сохранение в среде, где русская модель фамилии не была обязательной. Носители фамилии Кирли сегодня живут в России, на Украине, а также в Турции и Болгарии — что подтверждает её османские и тюркские корни.

В словарях фамилия не описана подробно, но по аналогии с однокоренными (Кирликов, Кирлин) можно предположить, что исходное прозвище было нередким в тюркоязычной среде, а в русский обиход вошло через межэтнические контакты.