Фамилия Ковылева — женская форма фамилии Ковылев, и её происхождение напрямую связано с мужским прозвищем или именованием Ковыль. В основе лежит слово «ковыль» — степная трава, известная своим серебристым пухом и гибким стеблем. Прозвище Ковыль могли дать человеку за внешнее сходство: высокому, худощавому, с седыми или светлыми, как ковыль, волосами. Но есть и другая, бытовая версия: так могли назвать того, кто жил в ковыльной степи, пас там скот или косил эту траву на корм и подстилку.

Модель образования фамилии — классическая для русского севера и центра: к основе на мягкий согласный (-ль) добавили суффикс -ев, а не -ов, который требовался бы после твёрдого. Это типичная патронимическая модель: «чей?» — Ковылев, то есть сын или потомок Ковыля. Мужская форма Ковылев встречается реже, чем более распространённая Ковылин, образованная от той же основы, но с другим суффиксом. Разница в суффиксе — это следствие разных диалектных традиций: -ев чаще встречается в северных и центральных губерниях, а -ин — в южных и западных.

В сословном отношении фамилия Ковылева не имеет аристократических корней. Скорее всего, она принадлежала крестьянам или однодворцам, особенно в чернозёмных и южных регионах, где ковыль — характерный элемент ландшафта. В документах XIX века Ковылевы встречаются в Тамбовской, Воронежской и Саратовской губерниях, что подтверждает связь со степной полосой.

Стоит упомянуть и редкую, но возможную версию: в некоторых говорах «ковыль» могло означать не только растение, но и неловкого, неуклюжего человека (от глагола «ковылять» — хромать, идти с трудом). Однако эта гипотеза менее убедительна: семантический переход от «хромоты» к названию травы неочевиден, и большинство ономастов (в частности, Б. Унбегаун в «Русских фамилиях») связывают фамилию именно с растением. Таким образом, носители фамилии Ковылева — потомки человека, которого в степи прозвали Ковылём: либо за стать и цвет волос, либо за род занятий, связанный с ковыльными просторами.