Фамилия Рельсова — яркий пример того, как редкое прозвище, связанное с профессией или внешностью, закрепилось в русской ономастике. Вопреки ожиданиям, её основа не имеет никакого отношения к железнодорожным рельсам — это слово вошло в русский язык лишь в XIX веке, а фамилия, скорее всего, старше. Притяжательный суффикс -ов (в женской форме -ова) указывает на принадлежность: «Рельсов» означало «сын Рельса» или «человек из семьи Рельса».

Самое правдоподобное объяснение корня «рельс» — диалектное или профессиональное прозвище. В старых русских говорах, особенно в южных и западных регионах, «рельсой» или «рельсом» могли называть высокого, худого и нескладного человека — по ассоциации с длинной жердью или рейкой. Слово «рельс» в значении «длинный шест» или «перекладина» фиксируется в русских народных говорах, и именно от него, а не от металлического изделия, и возникло прозвище. Менее вероятная, но допустимая версия — происхождение от имени Рель, которое могло быть сокращённой формой от канонического имени Иеремия (в просторечии Еремей) или от скандинавского Рёгнвальд, но следов такого имени в русской антропонимике почти нет.

Географически фамилия Рельсова встречается крайне редко, её очаги — в основном в центральных и южнорусских областях, что косвенно подтверждает диалектную природу прозвища. Социальный состав носителей, судя по архивным данным, был крестьянским или мещанским: фамилии на -ов в этой среде часто возникали из уличных прозвищ, данных за характерную внешность или манеру поведения. В дворянских родословных Рельсовы не зафиксированы.

Таким образом, предок современных Рельсовых, скорее всего, получил прозвище за высокий рост и худощавость — «длинный, как рельс». Фамилия сохранила это образное народное слово, которое в литературном языке приобрело совсем другое значение.