Фамилия Комелькова образована от мирского имени или прозвища Комелёк. В основе лежит слово «комель» — так в старину называли нижнюю, утолщённую часть растения, пера, волоса или бревна. Уменьшительная форма Комелёк могла относиться к разным вещам. В народной речи комельком называли растение ярутку, и такое имя давали ребёнку, желая, чтобы он рос здоровым и сильным, как дикая трава. С другой стороны, комельком в быту именовали и детский банный веничек — небольшой, лёгкий, собранный из комлевых частей веток.

Но есть и другая линия. В тверских говорах «комель» означал дубинку или костыль, а у офеней (странствующих торговцев) так называлась шапка с ушами, вроде малахая. Прозвище Комель мог получить задира, любитель подраться, или человек, который постоянно носил такую шапку либо шил её на продажу. От этого прозвища через уменьшительную форму Комелёк и пошла фамилия.

Фамилия Комелькова — женская форма, в мужском варианте — Комельков. По модели образования она относится к типичным русским фамилиям на -ов/-ев, которые означали принадлежность: «чей?» — сын или потомок Комелька. Такая фамилия могла возникнуть в разных слоях населения, но географически чаще встречается в центральных и северных областях России, где слово «комель» было в ходу. Встречаются и однокоренные фамилии — Комель, Комелев, Комельских, что говорит о древности прозвища и его бытовании в разных говорах.