Фамилия Нистолий — редкая, и её происхождение не лежит на поверхности. Самое вероятное объяснение — это русифицированная форма греческой фамилии Νιστόλης (Нистолис) или Νιστολίδης (Нистолидис). Такие фамилии встречаются у греков, в том числе у понтийских, которые переселялись в Российскую империю и СССР. В этом случае основа восходит к греческому слову νηστικός (нистикос) — «постящийся», «голодный». Фамилия могла закрепиться за человеком, соблюдавшим строгие посты, или, в переносном смысле, за тем, кто жил в нужде.

Словообразовательная модель проста: греческий суффикс -όλης (-олис) или -ίδης (-идис) в русской передаче превратился в -олий. Окончание -ий — типичная адаптация иноязычных фамилий под русскую грамматику (сравните: Пападопулос → Пападопуло, но иногда и Пападопулий). То есть Нистолий — это не славянская фамилия с суффиксом принадлежности, а заимствованная, переоформленная по законам русского языка.

Версия о происхождении от славянского прозвища или имени маловероятна: корень «нистол-» не встречается в древнерусских источниках, летописях или диалектной лексике. Встречающееся иногда сближение с литовским nysti (исчезать, гибнуть) — натяжка, так как фамилии с таким корнем в Литве не фиксируются.

Географически фамилия Нистолий встречается в основном на юге России и в Краснодарском крае, что совпадает с местами компактного проживания греческих общин. В дореволюционных метрических книгах её почти нет — это говорит о позднем появлении, скорее всего, в XIX — начале XX века, когда греки получали паспорта и записывали фамилии по-русски.

Социальный контекст: носителями фамилии были, вероятно, крестьяне или ремесленники греческого происхождения, не принадлежавшие к дворянству. Фамилия не даёт указания на сословие — она просто фиксирует этническое происхождение и прозвищное имя предка.