Фамилия Новолетов — редкий пример фамилии, образованной от составного прозвища, в котором соединились понятия «новый» и «лето». В отличие от большинства «календарных» фамилий вроде Новогоднего или Рождественского, здесь корень указывает не на церковный праздник, а на светское, бытовое понятие — наступление нового года или нового сезона.

Первая часть — «ново-» — могла относиться к чему угодно: к новому поселению, новому члену общины или к человеку, который что-то начал заново. Вторая часть — «лето» — в древнерусском языке означала не только время года, но и год в целом (отсюда «летопись», «сколько лет»). Скорее всего, прозвище Новолет давали человеку, родившемуся или появившемуся в общине в начале нового года, либо тому, кто был связан с обновлением хозяйственного цикла — например, первым начинал пахоту или сев.

Модель образования типична для русских фамилий XVII–XIX веков: прозвище + суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Новолета). Окончание -ов, а не -ин, говорит о том, что основа прозвища заканчивалась на твёрдый согласный. Встречаются и варианты с ударением на последнем слоге — Новолето́в, что характерно для южнорусских говоров, где фамилии на -ов часто имеют такое ударение.

В исторических документах фамилия почти не фиксируется — это говорит о её локальном бытовании. Возможно, она возникла в среде крестьян или однодворцев центральной России, где прозвища с корнем «лет» (Летов, Летунов) были распространены. Ближайшие аналоги — Новогодов, Новосёлов, Новокрещёнов — все они указывают на событие, изменившее статус человека.

Есть и альтернативная, менее вероятная версия: связь со словом «лететь» — Новолетов как «новый летун» или «тот, кто прилетел». Но для такого значения в русском языке существовали другие суффиксы (-ун, -як), а основа «лет» в значении «год» встречается в фамилиях гораздо чаще. Поэтому версия с «годом» остаётся основной.