Фамилия Коростельов образована от прозвища Коростель. Основа здесь — название птицы коростель (дергач), которая известна своим резким, скрипучим криком и скрытным образом жизни в высокой траве. Прозвище Коростель могли дать человеку с похожим голосом — хрипловатым или пронзительным, либо тому, кто сутулился или, наоборот, был вертлявым и быстрым, напоминая повадки этой птицы. В русских говорах слово «коростель» иногда применялось и к человеку, который «дергается», то есть делает всё рывками, суетливо.

С точки зрения словообразования фамилия следует типичной русской модели: основа (Коростель) плюс патронимический суффикс -ов. Суффикс -ев здесь появился бы, если бы основа оканчивалась на мягкий согласный или -й, но в слове «коростель» конечный мягкий знак — показатель мягкости, и на письме фамилия закрепилась в варианте Коростельов, хотя в старых документах встречается и написание Коростелев. Такое колебание характерно для фамилий, образованных от основ на мягкий согласный: в XIX веке их часто писали через «е», но произносили с «ё», а в XX веке часть фамилий официально зафиксировалась с «ё».

Фамилия не относится к числу редких, но и массовой не стала. Она встречается преимущественно в центральных и южных регионах России — в Воронежской, Ростовской, Белгородской областях, а также на Украине, где могла писаться как Коростельов или Коростелів. Связано это с ареалом обитания коростеля: птица гнездится на лугах и в полях лесостепной зоны, и прозвище чаще давали именно в сельской местности.

Интересная деталь: в отличие от многих «птичьих» фамилий (Соколов, Орлов, Голубев), которые часто давали по церковным именам или по символизму, Коростельов почти наверняка прозвищная, мирская. Коростель не был ни гербовой, ни почитаемой птицей — его скорее высмеивали или подмечали за характерные черты. Поэтому предки носителя этой фамилии, скорее всего, были крестьянами или мещанами, получившими прозвание от односельчан за внешность, манеру речи или поведения.