Фамилия Носалева — женская форма фамилии Носалев. Она образована от прозвища или мирского имени, в основе которого лежит слово «нос». Однако здесь не всё так прямолинейно: фамилия содержит суффикс -ал-, что указывает на вероятное происхождение от глагольной формы. В русской ономастике суффикс -ал- нередко встречается в прозвищах, образованных от глаголов: «носать» — то есть ходить с носом, быть носатным, либо, что менее вероятно, «носать» в значении «носить» (диалектное). Таким образом, Носалев — это потомок человека, которого в народе называли Носалем или Носалой.

Наиболее правдоподобная версия: прозвище Носаль дали человеку с заметным, крупным или необычной формы носом. В старину такие прозвища были распространены повсеместно — от крестьян до посадских людей. В говорах русского Севера и Сибири слово «носаль» могло означать «тот, кто много нюхает» или «носатый», что подтверждается данными словаря В. И. Даля. Менее вероятно, но возможно, что прозвище относилось к человеку, который постоянно «совал нос» не в свои дела, то есть был любопытным или назойливым.

Фамилия Носалев (и Носалева) встречается в основном в центральных и южных регионах России, а также на Урале. По данным некоторых исторических источников, в XIX веке носители фамилии фиксировались среди крестьян Воронежской и Тамбовской губерний. В отличие от более частых фамилий на -ов (-ев), форма с суффиксом -ев (а не -ов) указывает на то, что основа прозвища оканчивалась на мягкий согласный (Носаль), что типично для прозвищ с уменьшительным или характерологическим оттенком.

Стоит отметить, что фамилия Носалева не имеет отношения к птице «носаля» (такого вида в орнитологии нет) и не связана с фамилиями вроде Носов или Носиков — у них другая словообразовательная модель. Родственными по корню будут фамилии Носаль, Носалёв (с ударением на ё), а также Носаченко, Носач, образованные от того же прозвища, но с разными суффиксами.