Фамилия Пигулева образована от прозвища или нецерковного имени Пигуль, а точнее — от его краткой формы Пигуля. Основа здесь — диалектный глагол «пигать» или «пигулить», который в разных говорах означал «пищать», «издавать тонкий звук», а также «плакать» или «ныть». Соответственно, Пигулем или Пигулей могли назвать капризного ребёнка, плаксивого человека или, наоборот, того, кто говорил тонким, высоким голосом. В некоторых областях «пигуль» — это ещё и название маленькой птицы, например, кулика или птенца, так что прозвище могло быть связано и с внешним сходством — невысокий, щуплый, юркий.

Суффикс -ев указывает на стандартную модель русских фамилий, отвечающих на вопрос «чей?»: Пигуль → Пигулев — сын или потомок Пигуля. Форма Пигулева — женская или вариант в родительном падеже, но в качестве фамилии она закрепилась именно в таком написании, что нередко для фамилий, прошедших через канцелярскую запись XIX века.

В отличие от более частых фамилий на -ов, фамилия с суффиксом -ев у основ на мягкий согласный или -ль встречается реже, и это уже даёт повод говорить о её относительной редкости. Встречается Пигулева преимущественно в южнорусских и центральных областях — в Тамбовской, Рязанской, Воронежской губерниях, где диалектная лексика с корнем «пиг-» была особенно жива. Встречается также вариант Пигулёв с ударением на последний слог, но он менее распространён.

Интересно, что фамилия не связана ни с каким известным дворянским родом или профессиональным прозвищем — её носители, скорее всего, были крестьянами или мещанами. Никаких громких исторических личностей с этой фамилией не зафиксировано, что только подтверждает её народное, бытовое происхождение.