Фамилия Мергалёв звучит редко и сразу обращает на себя внимание необычной основой. Её ядро — слово «мерга́ль», которое в русских говорах имело конкретное и очень житейское значение. В словарях народных говоров «мергаль» или «мерголь» — это человек с плохим зрением, близорукий, а также тот, кто щурится, приглядываясь (от глагола «мергать» — мигать, щуриться, плохо видеть). Таким образом, в основе фамилии лежит прозвище, данное по характерной физической особенности. Прозвище Мергаль мог получить либо тот, кто постоянно щурился, либо человек с ослабленным зрением, которого в деревне так и окликали.

Фамилия образована по классической севернорусской модели с помощью суффикса -ев, который присоединялся к основам на мягкий согласный или -й (Мергаль → Мергалёв). Суффикс -ев здесь указывает на принадлежность: «сын Мергаля» или «из семьи Мергаля». Ударение на последнем слоге — Мергалёв — тоже типично для фамилий, образованных от основ с беглым гласным или мягким окончанием.

Географически фамилия тяготеет к северу и северо-востоку европейской части России. Наиболее ранние и частые фиксации Мергалёвых встречаются в Вологодской, Архангельской и Кировской областях. В XIX веке носители фамилии числились преимущественно среди государственных крестьян — то есть лично свободных, но плативших подать. Социальный состав был однородным: земледельцы и ремесленники, без дворянских или купеческих ветвей.

Интересно, что фамилия могла возникнуть и от другого корня — от глагола «мергать» в значении «дремать, клевать носом». В этом случае прозвище Мергаль давали сонливому, медлительному человеку. Но первая версия — про плохое зрение — подтверждается большим количеством параллельных фамилий того же корня: Мергасов, Мергачёв, Мергунов. Все они образованы от одного гнезда слов, связанных с прищуриванием, миганием и нечётким зрением.

В написании фамилии встречается вариант Мергалёв и реже Мергалев (без буквы ё). В документах XIX века ё часто заменяли на е, поэтому в старых метриках можно увидеть Мергалев, но произносили её всегда с ударным ё. Современный носитель фамилии может с равной вероятностью встретить оба варианта в официальных бумагах.