Фамилия Цвелов — редкий пример, где исходное слово почти стёрлось, а написание подсказывает путь разгадки. Основа здесь — «цвел-», что сразу отсылает к глаголу «цвести» или существительному «цвет». Но в фамилиях на -ов редко закрепляют абстрактное действие; обычно берут конкретное прозвище или профессию. Скорее всего, в основе лежит диалектное или устаревшее слово «цвель» — так в некоторых говорах называли плесень, налёт на растениях, а иногда и болотную гниль. Человек по прозвищу Цвель мог получить его за бледный вид, неопрятность или работу с сырьём, которое портится (например, у кожевников или мельников). Суффикс -ов присоединился по стандартной модели: «чей сын?» — Цвелов, то есть потомок Цвеля.

Есть и другая версия, менее вероятная: связь с именем Цвет (сокращение от Цветан или Цветко), популярным у южных славян. Но фамилия Цвелов характерна для северных и центральных областей России, где такие имена почти не встречались. Кроме того, в старых переписях фиксировали форму «Цвелёв» (с беглым гласным), что указывает на слово «цвель», а не на «цвет».

Географически фамилия редкая, встречается точечно — в основном в Вологодской, Костромской и Архангельской губерниях. Это регионы, где болотистая местность и сырой климат делали слово «цвель» бытовым. Социальный слой — скорее крестьяне или ремесленники, не духовенство и не дворянство (у тех фамилии образовывали иначе). Интересно, что однокоренная фамилия Цветков в десятки раз распространённее, а Цвелов остался локальным вариантом, не вытесненным стандартным написанием.