Фамилия Стамболев — редкий случай, когда основа не оставляет сомнений в географическом происхождении, но заставляет спорить о деталях. Корень здесь — «Стамбол», старое славянское название города Стамбул (Константинополь). Такой топоним мог стать прозвищем человека, имевшего отношение к этому городу: либо он там долго жил, торговал, либо вернулся оттуда, либо просто часто ездил. В балканских и южнорусских говорах «Стамболом» могли называть купца, ходившего в Константинополь, или человека, побывавшего в плену и вернувшегося оттуда.

Модель образования типична для русских, болгарских и македонских фамилий: суффикс принадлежности -ев (фонетический вариант -ов после мягкого согласного) превращает прозвище в родовое имя — «сын Стамбола» или «из семьи Стамбола». В русском контексте такая фамилия могла появиться у болгарских переселенцев, бежавших от османского ига, или у запорожских казаков, которые ходили в походы на Царьград. Известно, что в XIX веке в Бессарабии и Новороссии фиксировались семьи с этой фамилией, что подтверждает её южное, степное происхождение.

Стоит отметить, что в болгарском языке фамилия существует в форме Стамболов (с ударением на второй слог) и связана с именем известного политика Стефана Стамболова. Русский вариант Стамболев, скорее всего, вторичен — он возник при адаптации болгарской фамилии в русской среде, где суффикс -ов более привычен, чем -ов после твёрдого согласного в исходной форме. Таким образом, носитель фамилии Стамболев почти наверняка имеет южнославянские или южнорусские корни, а его предки были людьми, чья жизнь была связана с главным городом Османской империи.