Фамилия Попеляева образована от прозвища Попеляй. Именование Попеляй является производной формой прозвища Попел, которое восходит к церковнославянскому слову «попел» - «пепел, зола, перегорелый прах». Скорее всего, прозвище Попеляй получил погорелец, то есть человек, потерявший дом, оставшийся на пустом месте, на пепелище. Однако не исключено и то, что основатель рода Попеляевых жил на освобожденном от леса участке земли или выжигал лес под пашню, за что и получил своё прозвище. Таким образом, потомок человека, обладающего прозвищем Попеляй, со временем получил фамилию Попеляева.