Фамилия Нагелев, скорее всего, образована от прозвища Нагель. В немецком языке «Nagel» означает «гвоздь», и это слово попало в обиход русских мастеровых, плотников или кузнецов, работавших с немецкими переселенцами или заимствовавших инструмент. Прозвище Нагель могли дать человеку упрямому, «колючему» или, наоборот, тому, кто славился аккуратностью и прочностью в работе — как хорошо забитый гвоздь. В некоторых говорах «нагель» означало и деревянный штырь, нагель в плотницком деле, так что предок мог быть строителем или корабелом.

Суффикс -ев указывает на типичную русскую патронимическую модель: Нагелев — это «сын Нагеля». Фамилия недворянская, скорее всего, из мещанской или крестьянской среды, но с явным отпечатком профессионального прозвища. Интересно, что в отличие от фамилий на -ов, где основа чаще славянская, здесь корень заимствованный, что выдаёт историю контактов: либо с немецкими колонистами в Поволжье, либо с прибалтийскими немцами, работавшими в России.

Встречается фамилия в центральных и южных регионах, но нигде не образует плотных гнёзд — носителей немного. В ономастике её иногда путают с Нагилевым или Нагаевым, но это разные корни. Спорных версий немного: некоторые пытаются возвести Нагеля к тюркскому «нагыл» (наковальня), но это натяжка — немецкое происхождение очевиднее и подкреплено историей ремёсел.