Основой фамилии Нестреляев послужило мирское имя Нестреляй. Фамилия Нестреляев происходит от нецерковного имени Нестреляй. Оно образовано от глагола «стрелять» с отрицательной приставкой «не». Вполне вероятно, что это имя выполняло так называемую «охранительную функцию и давалось в качестве оберега. Согласно суеверному обычаю, существовавшему на Руси, подобные имена присваивались детям с целью защитить их от возможной опасности. Поэтому, называя сына Нестреляем, родители желали своему малышу мирную жизнь, далекую от ратных подвигов. Не исключено, что такое имя было образовано методом «от противного» и сулило человеку острый глаз и верную руку. Так же, как девочка, нареченная Непряхой, должна была стать искусной мастерицей, а мальчик по имени Нератай или Непахарь — вырасти хорошим земледельцем. Однако возможно, что Нестреляй употреблялось в качестве прозвища, которое мог получить воин, вернувшийся невредимым с места сражения. Таким образом, потомок человека, обладающего именем Нестреляй, со временем получил фамилию Нестреляев.