Фамилия Вангелий — редкий пример, где основа не славянская, а греческая, но оформлена она по русской модели. В её центре лежит имя Вангел, которое представляет собой народную форму греческого имени Евангелос (Ευάγγελος). В переводе с греческого оно означает «благая весть», «благовестник» — тот же корень, что и в слове «евангелие». Имя было распространено в среде православного духовенства и среди греческого населения юга России, Причерноморья, а также в Молдавии и на Балканах.

С точки зрения словообразования, фамилия построена по типичной для восточнославянских фамилий модели с суффиксом -ий. Этот суффикс в русских фамилиях встречается реже, чем -ов или -ин, и часто указывает на притяжательное значение: Вангелий — «сын Вангела» или «принадлежащий Вангелу». В украинской и белорусской традиции такой суффикс более распространён, поэтому не исключено, что фамилия могла оформиться именно в западнорусских землях или в среде, испытавшей сильное греческое влияние.

Есть и альтернативная, менее вероятная версия: что фамилия происходит от румынского слова vanghelie (евангелие) или от прозвища, данного человеку набожному или певчему в церкви. Однако прямая связь с личным именем Вангел — самая простая и убедительная гипотеза, так как такие имена фиксируются в метрических книгах XIX века среди греческих и молдавских переселенцев.

Социальный контекст фамилии Вангелий типичен для фамилий духовного происхождения: её носители могли быть потомками священников, дьячков или церковнослужителей. В то же время греческие корни фамилии нередко указывают на торговые или ремесленные связи с греческими общинами Одессы, Таганрога или Кишинёва. В современной России фамилия встречается точечно, чаще всего в южных регионах и в Краснодарском крае, что подтверждает её причерноморскую географию.