Фамилия Маркелова образована от полной формы крестильного имени Маркелл (в просторечии — Маркел). Это имя пришло на Русь из латинского языка, и его значение напрямую связано с римским богом войны: «воинственный», то есть посвящённый Марсу. Однако есть и вторая, менее известная версия. По ней, в основе имени лежит слово «marcellus», что означает «молоток». Этот вариант указывает на ремесленную или физическую силу — молот как инструмент кузнеца или воина.

Покровителем имени считается мученик Маркелл Маккавей, один из семи братьев-ветхозаветных мучеников. По преданию, их казнили в гонение Антиоха IV Эпифана за отказ нарушить закон Моисеев. Православная церковь чтит память Маркелла 14 августа.

При разборе самой фамилии обращает на себя внимание типичный для русской ономастики суффикс -ов-, который присоединяется к основе на твёрдый согласный. Форма Маркелова — притяжательное прилагательное, отвечавшее на вопрос «чей?»: «дочь/жена Маркелла». В крестьянской и мещанской среде такие фамилии закреплялись в XIX веке, часто — по имени главы семьи, записанному в ревизских сказках. Интересно, что в отличие от фамилий на -ин (от основ на -а/-я), модель на -ов характерна для имён, оканчивающихся на согласный, что и дало Маркелов.

В географическом плане фамилия встречается преимущественно в центральных и поволжских областях России, а также на Урале — в местах, где активно селились выходцы из северных и центральных губерний. В архивных записях можно найти Маркеловых среди государственных крестьян, однодворцев и мещан.

Таким образом, значение фамилии Маркелова двоится: либо её носитель — потомок «воинственного» человека, либо «человека-молота». Оба варианта не противоречат друг другу и отражают разные грани одного древнего имени.