Фамилия Марфельева — редкий случай, когда написание почти полностью совпадает с произношением, но при этом скрывает неочевидную основу. Разберём её по составу, и сразу станет ясно, что перед нами не типичная «матрёшка» из суффиксов, а довольно конкретная модель.

В центре фамилии лежит имя или прозвище Марфель. Это краткая, разговорная форма от крестильного имени Марфа (древнееврейское «госпожа», «хозяйка»). Уменьшительно-ласкательные варианты в русской традиции образовывались с помощью суффикса -ель: Марфа → Марфель (по аналогии с Дуня → Дунель, Агафья → Гафель). Затем к основе «Марфель» добавили типичный русский фамильный суффикс -ев, указывающий на принадлежность: «чей?» — Марфелев. А окончание -а делает фамилию женской по форме (Марфельева). Мужской вариант, соответственно, — Марфелев.

Такая словообразовательная цепочка встречается нечасто. Обычно фамилии от женских имён (Марфин, Марфунин) образуются напрямую, без промежуточного суффикса -ель. Наличие этого суффикса — маркер того, что прозвище Марфель могло быть не просто производным от имени, а самостоятельным бытовым именем или даже уличным прозвищем. В северных и центральных губерниях России (Вологодчина, Архангельская, Костромская земли) такие формы на -ель были особенно распространены: они звучали ласково, по-домашнему.

Географически фамилия Марфельева (и Марфелев) тяготеет к Русскому Северу и Поволжью. Перепись 1897 года фиксирует носителей в Вятской, Пермской и Вологодской губерниях. В сословном плане это, скорее всего, крестьяне или мещане — фамилии от женских имён в дворянской среде были редкостью, их чаще давали в среде, где женщина играла заметную роль в хозяйстве (например, вдова, державшая дом).

Спорных версий здесь нет. Корень прозрачен, а суффикс -ель в русской антропонимии хорошо изучен (см. работы Б. Унбегауна). Единственное, что может сбить с толку, — возможное созвучие с западноевропейскими фамилиями (вроде немецкого Marfel), но для русского уха и по законам русской грамматики основа «Марфель» естественно ложится в модель отчества. Так что предки Марфельевых — это люди, в чьей семье когда-то жила женщина по имени Марфа, которую в быту звали Марфель, и её дети пошли по отцу или по матери как «Марфелевы дети».