Фамилия Нелюбо — редкий случай, когда прозвище сохранилось в чистой, почти неизменной форме, без типичных фамильных суффиксов. В русской ономастике это называется «нетронутой» или «окаменевшей» фамилией: её основа — это слово или прозвище, которое просто закрепилось за родом без добавления -ов, -ин или -ский.

Прямое значение ясно: «не любо», то есть «не нравится», «не по душе». Однако за этим стоит не характеристика характера, а скорее обычай охранительных имён. В древнерусской и крестьянской среде бытовали имена-обереги: Нелюб, Нехорош, Некрас — их давали, чтобы отвести от ребёнка сглаз и зависть. Считалось: назовёшь Нелюбом — будет любим, назовёшь Некрасом — вырастет красавцем. Фамилия Нелюбо, скорее всего, идёт от такой охранительной формы: сначала человек носил прозвище Нелюб, а в документах его записали в среднем роде — Нелюбо, по типу «он, Нелюбо», что встречается в северных и сибирских говорах.

Вторая версия, менее вероятная, — происхождение от прозвища по поведению: «нелюб» могли назвать угрюмого, нелюдимого человека. Но против этого говорит то, что прямые отрицательные прозвища (Злоба, Горе) обычно не переходили в фамилии так прямо — их смягчали суффиксами. А Нелюбо стоит особняком: ни суффикса, ни смягчения.

Географически фамилия встречается спорадически, без ярко выраженного гнезда. По переписям XIX века единичные носители фиксировались в Вологодской и Вятской губерниях — как раз в тех краях, где охранительные имена держались дольше всего и где средний род в фамилиях (типа Добро, Худо) был допустим. В современных справочниках фамилия остаётся редкой, что подтверждает её локальное, а не массовое происхождение.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Нелюбин, Нелюбов) показывает разницу: Нелюбин — отчество, «сын Нелюбы»; Нелюбов — от прозвища Нелюб с притяжательным суффиксом. Нелюбо же — самая архаичная форма, сохранившая ту самую «нетронутую» основу, которую в других случаях давно переделали под стандарт.