Фамилия Космалева — женская форма, а её мужской вариант Космалев. В основе фамилии лежит прозвище или имя Космаль, и здесь есть над чем задуматься. Самая прямая версия отсылает к слову «косматый» — то есть лохматый, нечёсаный. В старину так могли назвать человека с густыми, торчащими в разные стороны волосами или, в переносном смысле, неопрятного и небрежного. Прозвища по внешнему виду — один из древнейших пластов русских фамилий, и Космаль вписывается в этот ряд наряду с Кудрявцевым, Лыковым или Рыжовым.

Однако суффикс -ев, а не более ожидаемый -ов, намекает на то, что основа могла заканчиваться на мягкий согласный или на -ь. В русской ономастике фамилии на -ев часто образуются от прозвищ с основой на -ль (Космаль, Бываль, Коваль). Если бы прозвище звучало как Космат, мы бы получили Косматов. А Космалев — это притяжательное прилагательное, отвечающее на вопрос «чей?»: сын Космаля.

Есть и менее очевидная версия, связанная с географией. В некоторых южнорусских и украинских говорах слово «космаль» могло означать не просто лохматого человека, а, например, того, кто носит длинную косматую бурку или овчинный тулуп мехом наружу. Такая одежда была типична для пастухов или чумаков — торговцев, возивших соль и рыбу. В таком случае предок носителя фамилии был не просто неопрятным, а имел вполне конкретный род занятий, который и закрепился в прозвище.

Фамилия редкая, в дореволюционных переписях встречается точечно, преимущественно в центральных и южных губерниях России. В написании с одним «с» (Космалев) она могла путаться с более известной фамилией Космачёв (от «космач»), но словообразовательная модель у них разная. По сословной принадлежности Космалевы — почти наверняка крестьянская или мещанская фамилия, без дворянских корней. Если искать однокоренные аналоги, то это Косматов, Космачёв, Косматый, а также Космальский (с польским или белорусским оттенком).