Фамилия Паятелева — женская форма от Паятелев, а та, в свою очередь, образована от мужского личного прозвища или имени Паятель. Разберём, что стоит за этой неочевидной основой.

Корень «пая-» отсылает к глаголу «паять» или существительному «пай» (доля, часть), но в данном случае связь с металлом и спайкой маловероятна. В русских говорах, особенно северных и уральских, «паятель» — это не тот, кто паяет, а тот, кто паяет, то есть задира, наглец, озорник. В словаре Владимира Даля «паять» (или «паить») в переносном смысле значит «задирать, обижать, притеснять». Прозвище Паятель могли дать человеку с неуживчивым, задорным характером, любителю поскандалить. Вторая, менее распространённая версия: от слова «пай» — «доля», тогда Паятель — участник в общем деле, пайщик, но для прозвища это значение встречается реже.

Фамилия образована по продуктивной модели с суффиксом -ев, который присоединялся к основам на мягкий согласный или -й (Паятель → Паятелев). Это типичная патронимическая фамилия: «сын Паятеля». Географически фамилия редкая, её очаги, скорее всего, находятся на Русском Севере (Архангельская, Вологодская области) или в Приуралье, где диалектное слово «паять» (задирать) было в ходу. Встречается и вариант написания с одной «т» — Паятелев, что может быть следствием упрощения в произношении или ошибки писаря.

В сословном отношении носители фамилии, вероятнее всего, были крестьянами или посадскими людьми. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано. Ономастических трудов, специально посвящённых фамилии Паятелева, нет, но её разбор логично вписывается в диалектную основу, описанную в работах Б. Унбегауна и В. Никонова по русским фамилиям, образованным от прозвищ.