Фамилия Колесова — одна из тех, что образована от прозвища по профессии или характерной черте. В основе лежит слово «колесо». Прозвище Колесо могли дать ремесленнику, изготавливающему колёса (колёснику или тележнику), либо человеку, который, по меткому замечанию окружающих, «катился» по жизни легко и быстро. Суффикс -ов указывает на принадлежность: «чей?» — Колесов, то есть сын или потомок Колеса.

Модель образования типична для русских фамилий: прозвище + патронимический суффикс. Ударение в фамилии Колесова падает на второй слог (Коле́сова), что отличает её от однокоренной фамилии Колёсова, где ударным становится третий слог. В старых документах встречаются варианты написания с буквой «ѣ» — Колѣсовъ, что указывает на возможное происхождение от слова «колѣсо» (диалектное произношение).

Географически фамилия распространена в северных и центральных регионах России, особенно в Архангельской, Вологодской и Ярославской областях. В этих краях колёсный промысел был развит из-за обилия леса и необходимости в телегах для перевозки грузов по бездорожью. Интересно, что в некоторых говорах «колесо» могло означать не только предмет, но и круглую поляну или изгиб реки — тогда прозвище могло получить житель у излучины. Однако основная версия остаётся ремесленной: потомок мастера-колёсника со временем получил фамилию Колесова.