Фамилия Пистилёв — редкий случай, где прозвищная основа, скорее всего, связана не с характером или внешностью, а с бытовым предметом. В основе лежит слово «пистиль» — так в южнорусских и украинских говорах называли пест, то есть толстый стержень для растирания чего-либо в ступке. Человек, получивший прозвище Пистиль, мог быть либо тем, кто постоянно пользовался этим инструментом (например, аптекарь, знахарь, мельник), либо обладателем грузной, плотной фигуры — «пестоватого» телосложения. Фамилия образована по стандартной модели: прозвище на -ь → притяжательное прилагательное с суффиксом -ев (Пистилёв = сын Пистиля). Ударение на последнем слоге — «Пистилёв» — типично для фамилий от основ с мягким знаком.

Интересно, что, в отличие от более частого варианта «Пестов» (от «пест»), форма «Пистиль» сохранила диалектную огласовку. Это сразу сужает географию возможного происхождения фамилии: скорее всего, предки носителей фамилии жили в областях, граничащих с Украиной, — Курской, Белгородской, Воронежской или в южных районах Рязанской губернии, где «и» вместо «е» в корне было обычным явлением. В словарях русских фамилий (например, у Б. Унбегауна) эта модель не описывается отдельно, но вписывается в общий ряд прозвищ от названий орудий труда.

Вторая, менее вероятная версия связывает фамилию с глаголом «пистеть» — в некоторых говорах «пищать» или «визжать». Тогда Пистиль — прозвище крикливого, плаксивого человека. Однако эта гипотеза слабее: во-первых, суффикс -иль в русском языке редко образует прозвища от глаголов звучания (обычнее -ун, -ач), во-вторых, связь с конкретным предметом — пестом — выглядит гораздо естественнее для простонародного именования.

Фамилия не относится к числу дворянских или купеческих — её носителями, судя по архивным данным XIX века, были крестьяне и мещане. Встречается она неравномерно: заметные очаги есть в Ульяновской и Самарской областях, что может быть следствием переселения крестьян в Поволжье в пореформенный период. Вариант написания с буквой «ё» принципиален: без неё фамилия читается как «Пистилев» с ударением на второй слог, что искажает её происхождение.