Фамилия Целоуов — редкий случай, когда написание почти полностью скрывает исходное слово. На первый взгляд, корень «целоу-» ни о чём не говорит, но если вспомнить, что в русских говорах «оу» на месте «ов» — не редкость, а следствие аканья или просто неграмотной записи, всё встаёт на свои места. Перед нами, скорее всего, вариант фамилии Целоумов или, что вероятнее, Целоумцев. Основа здесь — прозвище Целоум, которое давали человеку рассудительному, здравомыслящему, «с целым умом». Сложение корней «цел-» и «-ум» — типичная модель для древнерусских нецерковных имён и прозвищ, вроде Добромысл или Самодур (в старом значении «сам себе ум»).

Фамилия образована по продуктивной модели с суффиксом -ов, который указывает на принадлежность: «чей?» — Целоумов, то есть сын или потомок Целоума. Форма Целоуов возникла, когда при записи фамилии в документах XVIII–XIX веков писарь, ориентируясь на произношение, передал безударное «м» как неясный звук, а «ов» — как «оу». Такие искажения характерны для южнорусских и некоторых среднерусских говоров, где редуцированные гласные и конечные согласные путались на слух. Таким образом, географически фамилия Целоуов могла закрепиться в регионах с сильным аканьем и «у-образным» произношением — например, в бывших Рязанской, Тамбовской или Воронежской губерниях.

По социальному происхождению носители фамилии, скорее всего, были крестьянами или мещанами. Дворянские роды с таким окончанием обычно имели более прозрачную этимологию и фиксированное написание. Встречающиеся варианты — Целоумов, Целоумцев, Целоумовский — подтверждают, что исходное прозвище было именно двухосновным и означало человека с «целым», неповреждённым умом, то есть благоразумного. Спорных версий здесь немного: гипотеза о связи с «целовать» (целоустный?) лингвистически слаба, так как суффикс -ов в таком случае необъясним, а корень был бы «целова-». Поэтому версия с «целым умом» остаётся единственной правдоподобной.