Фамилия Отлев — редкая и неочевидная с точки зрения происхождения. В ней нет привычного глазу корня, который сразу подсказал бы прозвище или занятие предка. Чтобы разобраться, нужно оттолкнуться от суффикса.

Суффикс -ев указывает на типичную русскую патронимическую модель: «чей?» — Отлев, то есть сын или потомок человека по имени или прозвищу Отль. Но что такое «Отль»? В современном русском языке такого слова нет. Скорее всего, перед нами либо усечённая форма какого-то канонического имени, либо диалектное прозвище.

Самая вероятная версия — происхождение от имени Отто или его производных. В западных и северо-западных губерниях России, где было сильным немецкое или прибалтийское влияние, имя Отто (Оттон) могло адаптироваться в просторечии как Отль, Отля или Отло. Тогда Отлев — «сын Отля», то есть потомок Отто. В пользу этой гипотезы говорит и то, что фамилии на -ев образуются именно от основ, оканчивающихся на мягкий согласный или -й: Отль → Отлев.

Менее вероятная, но допустимая версия — связь с диалектным глаголом «отлить» в значении «отлить, отбавить» или «отливать» (литьё металла). В этом случае прозвище Отль мог получить человек, который отливал что-то (например, колокола или пули), но для такого ремесла скорее ожидалась бы фамилия Литейщиков или Отливкин. Версия с литьём — натянутая, потому что основа «отл-» не образует естественного прозвища в русской среде.

География фамилии Отлев неширокая. Встречается она преимущественно в центральных и южных регионах России, единично — на Урале. Это говорит о том, что фамилия не массовая и, скорее всего, возникла в одном-двух очагах, а не рассыпалась по всей стране.

Социальный статус предков-носителей фамилии Отлев, скорее всего, был крестьянским или мещанским. Дворянских родов с такой фамилией в истории не зафиксировано. Фамилия не попала в число известных и не обросла громкими именами, что для этимолога — честный сигнал: перед нами бытовая, локальная фамилия, ценная именно своей неприметностью.