Фамилия Корельцев образована по хорошо узнаваемой модели с суффиксом -ев, который присоединяется к основе, оканчивающейся на мягкий согласный или шипящий. В данном случае основа — «Корелец». Это слово, в свою очередь, уменьшительная или уничижительная форма от прозвища «Корел» или напрямую от этнонима «корел» — жителя исторической области Корела (Карельский перешеек, северное Приладожье). В древнерусских документах «корелами» называли представителей карельского племени, а прозвище Корел мог получить человек, переселившийся из тех краёв, либо тот, кто торговал с карелами или внешне напоминал их.

Суффикс -ец в основе «Корелец» мог выполнять две функции. Первая — указывать на выходца из местности: «корелец» буквально значит «человек из Корелы». Вторая — придавать прозвищу уменьшительно-пренебрежительный оттенок, что было распространено в русской бытовой ономастике XV–XVII веков. Таким образом, Корельцев — это «сын Корельца», то есть потомок человека, носившего прозвище Корелец.

Географически фамилия тяготеет к северным и северо-западным регионам России, особенно к бывшим Новгородским землям и Поморью, где контакты с карельским населением были повседневностью. В писцовых книгах и переписных листах XVII века встречаются крестьяне и посадские люди с именем Корелко или Корелец, что подтверждает народное, а не книжное происхождение фамилии. В отличие от дворянских фамилий, образованных от географических названий через -ский (например, Корельский), вариант Корельцев — типично крестьянский или мещанский, указывающий на прозвище, данное в общине, а не на владение землёй.

Интересная деталь: написание фамилии через «е» в корне (Корельцев) закрепилось в русском языке под влиянием акающих говоров, где «о» в безударном положении переходило в «а» или «е». В ряде регионов фамилию могли записывать как «Каральцев» — это не ошибка, а отражение живого произношения. Однако литературная норма фиксирует форму с «о», что связывает фамилию с этнонимом «корела», а не с каким-либо другим созвучным словом.