Фамилия Надельсон — типичный пример фамилии, образованной по ашкеназской модели с суффиксом «-сон», что на идише означает «сын». Таким образом, Надельсон — это «сын Наделя». Основа «Надель» — это, скорее всего, вариант имени Натан (Натанэль) или уменьшительная форма от имени Нахман. В идише «Надель» может быть и самостоятельным именем, и прозвищем, но в обоих случаях корень восходит к библейским именам.

Менее вероятная, но возможная версия связывает основу с немецким словом Nadel («игла»). В таком случае фамилия могла быть прозвищем портного или игольщика. Однако для еврейских фамилий на «-сон» характерна именно патронимическая модель, и версия с именем-основой выглядит предпочтительнее. Смешение немецкого корня с еврейским суффиксом встречается, но реже.

Фамилия Надельсон распространена в среде евреев-ашкеназов Восточной Европы. В Российской империи её носители проживали в черте оседлости — в Беларуси, на Украине, в Польше. После волн эмиграции конца XIX — начала XX века фамилия встречается в США, Израиле и странах Западной Европы. В дореволюционных метрических книгах можно найти варианты написания: Надельзон, Надельсзон — что отражает разницу в произношении и записи в разных канцеляриях.

С точки зрения словообразования фамилия проста и прозрачна: она не содержит редких суффиксов или приставок, но именно это и позволяет уверенно отнести её к массовой модели, по которой в XIX веке в еврейской среде были образованы десятки тысяч фамилий. Двойственность в трактовке основы (имя или ремесло) — главная интрига для этимолога, но большинство ономастов склоняются к патрониму.