Фамилия Штреляев — редкий случай, когда русская фамилия образована не от славянского корня, а от немецкого «штурма» и польского «стрелка». Её основа — слово «штрель» или «штель», которое в южнорусских и малороссийских говорах означало стрелка, охотника или солдата, вооружённого ружьём. В отличие от массовой фамилии Стрельцов, Штреляев несёт отпечаток западного влияния: звук «шт» вместо «ст» выдает польское или немецкое посредничество. В Речи Посполитой словом «strzelec» называли пехотинца-стрелка, а в немецких землях «Schütze» — то же самое, но с характерным придыханием. На русской почве это прозвище переделали на свой лад, добавив суффикс -ев, который типичен для фамилий из полных или усечённых прозвищ.

Вероятно, первый носитель фамилии был либо выходцем из западных регионов, где смешивались русские, польские и немецкие говоры, либо получил прозвище за меткую стрельбу. Фамилия не дворянская и не купеческая — суффикс -ев и основа без уменьшительного суффикса указывают на крестьянскую или мещанскую среду. В документах XIX века Штреляевы встречаются в основном в Курской, Харьковской и Воронежской губерниях — как раз на границе с Малороссией, где диалектное «штрель» было в ходу. Примечательно, что в той же местности бытуют фамилии Штрель, Штрельцов и даже Штрельников — все они одного гнезда, но Штреляев сохранил именно прозвищную форму без наращения -ов/-ев на корень.

Есть и более редкая версия: от немецкого «Strahl» (луч, сияние) или «Strehl» (вариант фамилии Штрель). Но в русском языке такое прозвище вряд ли прижилось бы без переосмысления, а вот «штрель» как стрелок — понятно и естественно. Поэтому основная гипотеза — профессиональное прозвище стрелка или охотника, которое закрепилось за родом. Фамилия не получила широкого распространения, что делает её ценной для локальной истории: каждый Штреляев сегодня — носитель редкого свидетельства о том, как западное слово обрусело и осело в крестьянской среде юга России.