Фамилия Кострулёв (женский вариант — Кострулёва) ведет начало от личного прозвища Коструль. Это прозвище, скорее всего, связано со словом «кострица» — так называли одревесневшую часть стебля прядильных растений (льна, конопли), которая остается после трепания и чесания. Если принять эту версию, предок Кострулёвых мог заниматься обработкой коры или изготовлением пряжи: кострицу обычно выбивали, чтобы получить чистое волокно для нитей. Однако есть и другая гипотеза: в украинском языке существует слово «коструля» — металлическая посуда круглой формы для варки пищи. В таком случае прозвище Коструль мог получить повар или тот, кто торговал такой утварью.

Фамилия образована по стандартной русской модели: к основе Коструль- добавился суффикс принадлежности -ёв (фонетический вариант -ев после мягкого согласного). Суффикс указывает на то, что фамилия формировалась как отчество: «чей?» — Кострулёв, то есть сын или потомок человека по прозвищу Коструль. Такая модель была типична для большинства русских фамилий, особенно среди крестьян и посадских людей, и закрепилась в XVI–XVII веках.

Точное место и время возникновения фамилии Кострулёв неизвестны — как и для многих фамилий, сведения о первых носителях не сохранились в массовых источниках. Но по суффиксу и основе можно уверенно отнести её к восточнославянскому ареалу, скорее всего, к северным или центральным русским землям, где было развито льноводство. Встречается она и на Украине — в форме Коструль, откуда могла перейти в русскую среду с изменением окончания.

Фамилия Кострулёв не входит в число самых распространённых, но у неё есть заметная особенность: ударение падает на последний слог, что характерно для фамилий с суффиксом -ёв. Это отличает её, например, от однокоренной фамилии Кострулин (с суффиксом -ин), где ударение иное. Если сравнивать с другими фамилиями от той же основы, можно вспомнить Костриков (от «кострика» — то же, что кострица) и Кострубов (от «коструб» — растрёпанный человек). Все они восходят к одному смысловому гнезду, связанному с обработкой растительного сырья или с внешним видом.

Носители фамилии Кострулёв встречаются в разных регионах России, но каких-либо широко известных исторических личностей с этой фамилией нет. Это рядовая, но не случайная фамилия: она хранит память о занятии или бытовой детали, характерной для жизни предков несколько столетий назад.