Фамилия Цылев — редкий случай, когда прозвище, скорее всего, произошло не от внешности или характера, а от точного ремесленного действия. В основе лежит глагол «цылить» или «цилить», который в русских говорах, особенно северных и сибирских, означал «цедить», «процеживать», «пропускать жидкость через ткань». Соответственно, Цылем могли прозвать человека, который занимался процеживанием — например, сыровара, изготовителя творога или работника на винокурне, где требовалось фильтровать брагу.

Модель образования проста: суффикс -ев присоединился к основе Цыл(ь), указывая на принадлежность («чей сын?» — Цылев). Такая фамилия могла сложиться в крестьянской или ремесленной среде, где прозвище по занятию было естественным способом идентификации. В отличие от более частых фамилий на -ов (Цылов), форма Цылев указывает на основу, оканчивающуюся на мягкий согласный или -й, что встречается реже.

Есть и вторая, менее вероятная версия: от диалектного слова «цыля» — так в некоторых областях называли цыплёнка или птенца. Тогда прозвище дали бы суетливому, маленькому или вертлявому человеку. Но эта гипотеза слабее, потому что для «цыплёнка» в русских фамилиях устойчивее форма Цыпляков или Цыпкин, а редкий корень «цыл» в значении «цедить» зафиксирован в исторических говорах и даёт более конкретную привязку к делу.

Географически фамилия тяготеет к северо-востоку европейской части России и Уралу — именно там глагол «цылить» был в ходу. Носителей мало, и в дореволюционных переписях Цылевы встречаются точечно, чаще в среде государственных крестьян. Сословных барьеров фамилия не знала: её могли носить и крестьяне, и мещане, но не дворяне, так как в основе — простое ремесло, а не вотчина или знатный род.