Фамилия Кобалева — женская форма фамилии Кобалев. Её основа и происхождение неочевидны, и здесь есть несколько версий, разной степени убедительности. Самая прямая — от прозвища или нецерковного имени Кобаль, которое могло быть связано с глаголом «кобениться» — упрямиться, капризничать, или с существительным «кобь» — в древнерусском языке это означало «судьба, предзнаменование, колдовство». Человек по прозвищу Кобаль мог слыть своенравным или, в более архаичном смысле, иметь отношение к гаданиям и приметам.

Вторая версия, более бытовая, отсылает к слову «кобел» — так в некоторых говорах называли кобеля, то есть пса. Прозвище Кобель давали либо за внешнее сходство (лохматость, верность, злобность), либо за поведение. Суффикс -ев в фамилии Кобалев (а не -ин, который был бы от «кобеля») указывает на то, что основа могла звучать как «Кобаль» или «Кобала» — с акающим произношением. Переход «е» в «а» в безударной позиции — явление типичное для южнорусских и среднерусских говоров: Кобель превращался в Кобаль на слух, а потом и на письме.

Есть и менее очевидная связь — с тюркским корнем «кобал» (в значении «приёмный, неродной») или с кавказскими антропонимами. Но для русской фамилии, особенно зафиксированной в центральных и южных губерниях, эта версия остаётся гипотетической. Встречаемость фамилии Кобалева невысока, она редкая по сравнению с Кобелевыми или Кобзевыми. Скорее всего, предки носительницы фамилии были крестьянами или посадскими людьми — прозвищные фамилии такого типа редко возникали в дворянской среде. Если фамилия происходит от «кобь», то её носитель мог быть потомком знахаря или человека, которому приписывали знание судьбы.