Фамилия Пельгуев — редкая, и её происхождение стоит искать не в географических названиях или распространённых именах, а в прозвище. Основа фамилии — слово «пельгуй». В северных и сибирских говорах русского языка, а также в коми-пермяцком наречии, «пельгуй» или «пельга» — это ухо, ушко, а в переносном смысле — прозвище человека с большими, оттопыренными или заметными ушами. Суффикс -ев указывает на принадлежность: Пельгуев — сын Пельгуя.

Словообразовательная модель здесь проста и показательна. Фамилия образована не от крестильного имени, а от уличного прозвища, которое давали по внешнему признаку. В среде русских крестьян и промысловиков Поморья и Урала такие прозвища были обычны: они цепко фиксировали характерную черту человека. Интересно, что в коми языке «пель» — ухо, а «пельгуй» могло звучать как полурусское-полукоми образование. Это намекает на возможную зону бытования фамилии — территории, где русские переселенцы тесно контактировали с финно-угорским населением (Пермский край, Архангельская область, Коми).

В отличие от фамилий на -ин (от основ на -а/-я), форма Пельгуев закрепила прозвище, оканчивающееся на согласный. Ранние упоминания фамилии в документах, скорее всего, относятся к XVI–XVII векам, когда на Русском Севере и в Приуралье активно шёл процесс закрепления прозвищ за потомками. Других версий, например, связи с рекой или растением, у этой фамилии нет — корень слишком специфичен и прозрачен. Носитель фамилии Пельгуев может с высокой долей вероятности считать своими предками северных русских крестьян или охотников, получивших своё родовое имя за приметную внешность.