Фамилия Пигелова — женская форма, мужской вариант — Пигелов. В основе фамилии лежит прозвище или нецерковное имя Пигель. Его происхождение неочевидно, но наиболее вероятная версия связывает его с диалектным словом «пигаль» или «пиголь». В южнорусских и, особенно, в курских и орловских говорах так называли мелкую птицу, чаще всего кулика или зуйка. Отсюда же пошло и слово «пигалица» — так в народе называют чибиса. Прозвище Пигель мог получить человек маленького роста, худощавый и вертлявый, либо тот, кто издавал высокие, резкие звуки — например, обладатель тонкого голоса.

Модель образования фамилии стандартна для русского ономастикона: суффикс -ов/-ев присоединялся к прозвищам, оканчивающимся на согласный. Таким образом, Пигелев превратилось бы в Пигелов, а от него легко образовалась женская форма Пигелова. Ударение в фамилии, скорее всего, падает на первый слог: ПИгелова, что соответствует акцентологической норме для прозвищных фамилий с корнем на -и-.

Встречается фамилия в основном в центральных и южных областях России, что подтверждает привязку к диалектной лексике. В дореволюционных источниках Пигеловы фиксируются среди крестьян и мещан — сословий, где прозвища, образованные от бытовых названий животных и птиц, были особенно распространены. Редкий корень с «г» вместо более привычного «гал» (как в фамилии Пигалов) может указывать на локальное произношение или просто на вариант, закреплённый в документах конкретной волости.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с еврейским именем Пегель (уменьшительное от Пейсах) через идиш. Однако в таком случае фамилия имела бы иную географию и чаще писалась бы через «е» (Пегелова). Для русской фамилии Пигелова версия с птицей остаётся основной и самой логичной.