Фамилия Кюлиев — редкий пример фамилии, образованной от тюркского имени с помощью русского патронимического суффикса -ев. Основа — мужское имя Кюли, которое восходит к тюркскому слову «кюль» (зола, пепел). В тюркской антропонимике имена с корнем «кюль» были распространены как обереги: считалось, что имя, связанное с чем-то незначительным или сгоревшим, защитит ребёнка от сглаза и злых духов. Встречаются варианты Кули, Кюли, Кюль.

Суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягких согласных) указывает на русскую модель образования фамилий: Кюлиев буквально означает «сын Кюли» или «принадлежащий Кюли». Это говорит о том, что предок носителя фамилии, вероятно, был крещён или находился в русской административной среде, где фиксировали фамилии по отчеству. Фамилия могла появиться у тюркоязычных народов Поволжья (татары, башкиры) или Кавказа (кумыки, ногайцы), а затем закрепиться в русском документообороте.

В отличие от более частых фамилий на -ов (Кулиев, Кулиев), форма Кюлиев с «ю» встречается реже. Она сохраняет более точное произношение исходного имени с мягким «л» и, возможно, отражает региональные диалектные особенности — например, в кумыкском или карачаево-балкарском языках звук «ю» передаёт мягкость, нехарактерную для литературного тюркского.

По социальному происхождению фамилия не даёт однозначного ответа: в XIX веке её могли получить как крестьяне и казаки, так и представители мусульманского духовенства или купечества. Однако суффикс -ев чаще встречается у оседлого населения, а не у кочевых групп, где преобладали фамилии на -оглы или без суффикса.

Точных сведений о географии фамилии Кюлиев мало, но по аналогии с однокоренными фамилиями можно предположить её концентрацию в Дагестане, Чечне или Астраханской области. Встречается также написание Кюлиев с одной «и» (Кюлиев) — вариант, возникший из-за упрощения в документах.