Фамилия Костебелова — редкий пример русской фамилии, в основе которой лежит не имя и не ремесло, а яркое, почти сказочное прозвище. Она образована по стандартной патронимической модели: к основе прозвища «Костебел» добавили суффикс -ов, а затем — окончание женского рода -а, указывающее на принадлежность женщине (жене или дочери). Мужской вариант фамилии — Костебелов.

Корень здесь — «кост-» (кость) и глагольная часть «-бел» от «белить». Скорее всего, прозвище Костебел дали человеку, который занимался варкой и отбеливанием костей. В старину из костей вываривали клей, делали пуговицы, гребни и удобрения. Это было грязное, дымное и тяжёлое ремесло, но вполне обычное для крестьянского быта. Прозвище могло закрепиться за конкретным мастером или за всей семьёй, живущей этим промыслом.

Есть и вторая, менее очевидная версия. «Костебел» могло быть ироничным прозвищем очень худого, «костистого» человека, которого словно «обелили» до скелета. Такие прозвища — «Костяной», «Костик» — встречаются часто, но с глагольной частью «бел» это звучит как литературный образ. Впрочем, в русских говорах встречается слово «костебельный» — относящийся к обработке кости, что поддерживает первую, «ремесленную», гипотезу.

Фамилия редкая, не входит в списки распространённых дворянских или купеческих родов. По данным переписей XIX века, носители фамилии Костебеловы встречались в центральных губерниях России — в Тверской, Ярославской, Костромской. Там, в лесной и болотистой местности, кустарное производство клея и костяных изделий было развито сильнее, чем на юге. Вероятно, предки современных Костебеловых были государственными или помещичьими крестьянами, знавшими толк в обработке того, что оставалось после забоя скота.

Словообразовательная модель проста и прозрачна: прозвище на -бел (ср. «Скоробел», «Глинобел») плюс фамильный суффикс -ов. Такие фамилии нередко давали по одному занятию, которое выделяло человека среди соседей. Костебеловы, скорее всего, не были богаты, но их ремесло давало стабильный доход — костяной товар был ходовым в деревне.