Фамилия Комолева — женская форма, а мужская, Комолев, образована от личного прозвища или имени. В её основе лежит слово «комолый», которое в русских говорах означало «безрогий», «с обломанными рогами» (о скотине) или, в переносном смысле, «гладкий», «лишённый острых углов». Прозвище Комолый могли дать человеку с кротким, незлобивым нравом — без «рогов», то есть без агрессии, либо, напротив, тому, кто ходил без шапки, с гладкой, непокрытой головой (от диалектного значения «голый, плешивый»). Реже встречается версия, что прозвище связано с внешностью: «комолым» называли безбородого мужчину.

Суффикс -ев указывает на типичную русскую модель образования фамилий по отчеству или по прозвищу отца: Комолев буквально означает «сын Комолого». Форма с -ев, а не с -ов, объясняется тем, что основа оканчивалась на мягкий или шипящий звук (комолый → Комолев). В некоторых говорах бытовал и вариант Комолов (от «комол» — то же значение), но Комолев встречается чаще в центральных и южнорусских областях.

Фамилия редкая, в дореволюционных переписях почти не фиксируется, что говорит о её позднем оформлении — скорее всего, в XIX веке, когда крестьянам массово присваивали фамилии по прозвищам. Комолевы могли быть выходцами из однодворцев или государственных крестьян юга России, где диалектное слово «комолый» было особенно употребительно. Похожие фамилии — Комолов, Комолкин, Комолятов — указывают на ту же прозвищную основу, но с разными суффиксами, что подтверждает народное, а не книжное происхождение.

Сегодня фамилия встречается рассеянно, без явной географической привязки. Носители Комолевых есть в Воронежской, Тамбовской и Ростовской областях, что косвенно подтверждает связь с южнорусским говором.