Фамилия Ковеленова образована от прозвища Ковеленый, а оно, в свою очередь, восходит к славянскому слову «коваль» или «ковель» — то есть кузнец. Это так называемое «профессиональное» прозвище: предок носителя фамилии был кузнецом, и род его занятий закрепился в родовом имени. Модель образования здесь редкая: не прямой суффикс -ев/-ов от «Коваля» (как в привычной фамилии Ковалёв), а более сложная цепочка через прилагательное Ковеленый. Суффикс -ен- в прозвище мог указывать на свойство или качество («ковеленый» — то есть имеющий отношение к ковке, кузнечному делу), после чего к этой основе добавили стандартный русский суффикс -ов.

Фамилии с корнем «ковал/ковел» — одни из самых частых на юге России, в Белоруссии и на Украине. Кузнец в традиционном обществе был фигурой уважаемой и зажиточной, поэтому названия этой профессии легли в основу многих фамилий по всему миру: русские Кузнецов и Ковалёв, английская Smith, немецкая Schmidt, французская Ferrand, испанская Herrero. Фамилия Ковеленова — более редкий вариант того же смыслового ряда, сохранивший необычную словообразовательную форму.