Фамилия Ковельянова — женская форма от Ковельянов, и её разбор стоит начать с суффикса. Модель на -ьянов встречается в русских фамилиях нечасто. Обычно она указывает на притяжательное значение: «чей?» — Ковельянов, то есть «сын Ковельяна». Суффикс -ьян- в основе может быть искажением или диалектным вариантом более привычного -ян- (как в фамилиях Ковельянов и Ковельянов — возможная параллель). Сама же основа, скорее всего, восходит к прозвищу или личному имени Ковель.

Корень Ковель- имеет два основных объяснения. Первое — географическое: на западе России и в Беларуси есть топоним Ковель (город в Волынской области). Переселенец из Ковеля или его окрестностей мог получить прозвище Ковель, а его потомки — фамилию Ковельянов. Второе — от слова «ковель», которое в некоторых говорах означало «кузнец» или «коваль» (диалектное произношение с заменой «а» на «о»). Тогда Ковель — то же, что Коваль, то есть кузнец. Суффикс -ьян- в таком случае мог появиться под влиянием украинской или белорусской модели образования фамилий (сравните: Коваль → Ковальянов).

Географически фамилия Ковельянова тяготеет к южнорусским и западнорусским областям, а также к регионам, где были переселенцы из Беларуси и Украины. В дореволюционных метрических книгах эта фамилия встречается редко, что говорит о её локальном бытовании — возможно, в среде крестьян или однодворцев южных губерний.

Редкий суффикс -ьянов мог возникнуть и из-за особенностей произношения: в некоторых говорах «е» переходило в «ья» (Ковель → Ковельян). Таким образом, носитель фамилии Ковельянов — потомок человека, которого звали либо по месту жительства (из Ковеля), либо по ремеслу (кузнец). Обе версии правдоподобны, но первая (топонимическая) чуть более вероятна из-за конкретного географического названия.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Ковель, Ковельян, Ковельянов, Ковельский) показывает, что все они образованы от одного корня и различаются лишь суффиксальными вариантами. Ковельянова — самая «длинная» форма, которая могла закрепиться в документах благодаря типично русскому окончанию -ов.