Фамилия Костлев — наглядный пример того, как одна буква меняет этимологию. На слух она почти неотличима от распространённой фамилии Костяев, но пишется иначе: суффикс -ев, а не -яев. Это сразу указывает на другую основу.

Вероятнее всего, фамилия образована от прозвища или имени Костля́вый. В русских говорах «костлявый» — не только худой, но и человек с заметными костями, сутулый, или тот, кто работал с костью — костолом, косторез. Суффикс -ев в этом случае присоединился к основе «костл-»: Костлявый → Костлев. Фонетически это безупречно: беглая гласная «я» выпала, и получилась форма на -ев, как у фамилий Смелов (от смелый) или Худяев (от худой).

Менее вероятна, но возможна версия от имени Кость (сокращение от Константин) с редким суффиксом -лев. Однако для этого суффикса нет убедительных параллелей в русской ономастике: обычно от Кости образуют Костин или Костюков. Версия с прозвищем Костлявый выглядит естественнее и не требует натяжек.

Фамилия редкая. Встречается в центральных областях России, но без ярко выраженного гнезда. Сословно — скорее всего, крестьянская или мещанская: прозвища, описывающие внешность или занятие, давали в среде, где фамилии закреплялись в XVIII–XIX веках. Знатных родов с такой фамилией не зафиксировано.

Интересная деталь: написание «Костлев» могло возникнуть и как искажение фамилии Костяев при переписи. Если писарь записал на слух «Костлёв» (с ударением на «ё»), а потом «ё» заменили на «е», то получился именно такой вариант. Но это лишь гипотеза, не отменяющая основного объяснения.