Фамилия Нестулиев — редкий случай, когда в основе лежит не имя и не профессия, а, скорее всего, диалектное прозвище, связанное с едой. Если разобрать её по составу, то суффикс -ев указывает на принадлежность («чей?»), а корень «нестул» — это искажённое или устаревшее «не стол». В русских говорах, особенно южнорусских и украинских, «нестул» или «нестол» могло означать «недоедание», «голод», «отсутствие стола» в смысле скудной трапезы. Человека, который постоянно жаловался на пустой стол или сам был тощим, могли прозвать Нестулом.

Версия с именем Нестор (через уменьшительную форму Нестул) менее вероятна. Фамилии от Нестора обычно дают формы Несторов, Нестеров, а Нестулиев — слишком далёкое производное, к тому же суффикс -ул- в русской антропонимии чаще встречается именно в прозвищах, а не в уменьшительных от канонических имён. Гораздо логичнее, что перед нами «говорящая» фамилия, закреплявшая за родом бытовую характеристику предка.

Географически фамилия тяготеет к западу и югу России — областям бывшего влияния украинского и белорусского языков, где слово «стiл» (стол) произносится мягче, и отрицание «не» могло сливаться с ним в одно целое. Встречается она в единичных записях по Курской, Воронежской и Ростовской областям, что подтверждает её локальный, а не общерусский характер. Носители фамилии, скорее всего, крестьяне или однодворцы, получившие прозвище не по роду занятий, а по внешности или поведению.

Интересно, что фамилия не имеет вариантов с суффиксом -ин (Нестулин), хотя на юге России этот суффикс тоже распространён. Это говорит о том, что прозвище закрепилось в патронимической форме именно через отца (Нестулий → Нестулиев), а не через мать, что косвенно указывает на относительно позднее оформление фамилии — в XVII–XVIII веках, когда модель на -ев/-ов уже вытесняла архаичные формы.