Фамилия Цепельников образована по одной из самых распространённых в русском языке моделей — от названия профессии, ремесла или занятия. Основа здесь — слово «цепельник». В старых говорах цепельником называли того, кто делал цепы, то есть ручные орудия для молотьбы. Цеп — это длинная палка с подвесным билом, которым обмолачивали снопы. Мастер, изготавливавший эти незамысловатые, но необходимые в крестьянском хозяйстве инструменты, и получал прозвище Цепельник. Суффикс -ов- в фамилии — стандартный патронимический (указывающий на принадлежность: «сын Цепельника»), а -ник- в основе — типичный суффикс деятеля.

Версия с тюркским или иным корнем маловероятна: слово «цеп» общеславянское, и производные от него фамилии (Цепов, Цепелёв, Цепин) встречаются, хотя и не часто. Фамилия Цепельников — одна из самых прозрачных по смыслу, в отличие от многих других «ремесленных» фамилий, где исходное слово забыто. Здесь профессия ясна из названия.

Географически фамилия тяготеет к южнорусским и центральным областям, где цеп для молотьбы использовался дольше, чем на севере. Встречается она и на Украине, где слово «ціп» дало фамилии Цепель, Цепенко, но с русским суффиксом -ников она скорее всего закрепилась в среде однодворцев или государственных крестьян, где ремесленные прозвища передавались по наследству.

Сословная принадлежность первых носителей, скорее всего, крестьянская или посадская. Дворянских родов с такой фамилией в столбцовых книгах нет — это не аристократическая, а трудовая фамилия, напрямую связанная с сельским бытом. Сейчас она редкая, что неудивительно: с исчезновением ручного обмолота исчез и сам цепельник, а фамилия осталась как память о забытом ремесле.