Фамилия Коростилева — женская форма распространённой русской фамилии Коростилев. В её основе лежит прозвище или мирское имя человека, которое звучало как Коростиль. Слово это в русских говорах имело два основных значения, и оба связаны с крестьянским бытом и ремеслом.

Первое и самое вероятное: коростилем называли большой нож с широким лезвием, которым драли кору с деревьев, сдирали лыко для плетения лаптей или обстругивали доски. Второе значение — «короста», то есть струпья, парша на коже. В старину так могли прозвать человека, страдавшего кожной болезнью, или же дать имя с «обережной» функцией: считалось, что если назвать ребёнка некрасивым словом, злые силы не позарятся на него.

Словообразовательная модель фамилии — суффикс -ев- (в мужском варианте Коростилев). Этот суффикс присоединялся к основам на мягкий согласный или -й. В данном случае основа «Коростиль» заканчивается на мягкое «ль», поэтому закономерно возникло окончание -ев, а не -ов. Такая модель типична для фамилий, образованных от прозвищ и имён, оканчивающихся на -ь.

Географически фамилия тяготеет к центральным и северным губерниям России, где было развито производство лыка и бересты. В писцовых книгах XVI–XVII веков встречаются крестьяне и посадские люди с прозвищем Коростиль, что подтверждает древность корня. Фамилия не относится к дворянским — это типичная крестьянская или ремесленная фамилия, указывающая на занятие предка.

Сравните с однокоренными фамилиями: Коростин (от «короста»), Коростылев (от того же корня, но с другим суффиксом), Коростелев (от птицы коростель — это уже другая этимология, хотя звучание похоже). Фамилия Коростилева чётко отделяется от «птичьей» версии именно значением основы.