Фамилия Котылева — женская форма фамилии Котылев, и чтобы понять её происхождение, нужно разобраться с мужским вариантом. Основа здесь — прозвище или неканоническое имя Котыль. В русских говорах слово «котыль» имело несколько значений, и самое вероятное из них — «небольшой мешок, котомка» или «узел с пожитками». Так могли прозвать человека, который постоянно носил с собой какой-то мешок, бродяжничал или был странником. Реже «котылем» называли неповоротливого, неуклюжего человека — от глагола «котылять» (ковылять, идти с трудом).

Модель образования простая и типичная для русских фамилий: к основе Котыль добавили патронимический суффикс -ев, который указывал на принадлежность («чей?» — Котылев). Суффикс -ев, а не -ов, стоит после мягкого согласного [л’], это стандартное фонетическое правило. Таким образом, Котылев — это буквально «сын Котыля», то есть потомок человека с таким прозвищем.

Географически фамилия редкая. В дореволюционных источниках она встречается в основном в центральных и северных губерниях России — например, в Вологодской, Костромской, Вятской. Это косвенно подтверждает связь с северными говорами, где слово «котыль» в значении «мешок» было более употребительным. В южных и западных регионах фамилия почти не фиксировалась.

Интересно, что у фамилии есть омонимичный, но совершенно другой по смыслу вариант — Котылёв (с ударением на ё). В этом случае основа могла восходить к слову «котёл», и фамилия могла принадлежать потомку котельщика или человека, делавшего котлы. Однако в фамилии Котылев (с ударением на ы) связь с «котлом» маловероятна — это разные корни.

Сословная принадлежность предков Котылевых, скорее всего, крестьянская или мещанская. Фамилия недворянская, образована от прозвища, а не от имени святого, что типично для простонародья. Встречается она и сейчас, но остаётся малочисленной — по данным современных телефонных справочников, носителей фамилии Котылев и Котылева можно найти разрозненно по всей России, без ярко выраженного регионального гнезда.