Фамилия Котрелева отталкивается от редкого диалектного глагола «котренить». В ярославских говорах это слово означало «стряпать, готовить пищу». Из него образовалось прозвище Котрель — так в крестьянской среде могли назвать умелого повара или человека, который постоянно возился у печи. Потомок такого мастера и получил со временем фамилию Котрелева.

Глагол «котренить» не встречается в литературном языке, он живёт только в местных говорах Верхней Волги. Это сразу привязывает фамилию к определённому региону — скорее всего, к Ярославской или соседним с ней областям. Сама основа «котр-» звучит как вариант корня «кот-» (ср. «котелок», «котёл»), но с дополнительным суффиксальным элементом «-р-», что для русских говоров не редкость.

Суффикс «-ев» в окончании указывает на притяжательную модель: «чей?» — Котрелев, то есть сын или потомок Котреля. Форма Котрелева — женский вариант той же фамилии, образованный по тому же правилу.

Других версий происхождения у этой фамилии немного. Можно было бы предположить связь с географическим названием (например, с деревней Котрель), но на карте такие пункты не зафиксированы. Связь с тюркскими корнями маловероятна: слово «котренить» имеет прозрачную славянскую этимологию и бытует именно в русских говорах. Поэтому версия с поварским прозвищем остаётся самой надёжной.