Фамилия Велисарова — женская форма фамилии Велисаров. В основе лежит редкое для русской традиции имя или прозвище Велисар. Сразу стоит отмести версию о случайном созвучии с полководцем Велизарием (византийский военачальник VI века): в русском быту это имя не прижилось, а фамилии такого типа обычно имеют местные корни.

Словообразовательная модель прозрачна: суффикс -ов (в женском варианте -а) указывает на принадлежность («чей?» — Велисаров, то есть сын или потомок Велисара). Само прозвище Велисар, скорее всего, возникло из двух основ: «велий» (старославянское «большой, великий») и «сар» — сокращение от «сарь» (царь) или от имени Сарра. В древнерусских говорах «велисар» могли называть человека важного, властного, либо того, кто любил покрасоваться и держался с царственной осанкой. В некоторых диалектах «сар» означало ещё и «господин», что усиливало ироничный или уважительный оттенок прозвища.

Анализируя фамилию, стоит обратить внимание на её географию. Велисаровы (и Велисаровы) встречаются преимущественно в центральных и южных областях России, особенно в бывших Курской и Воронежской губерниях. Это указывает на то, что прозвище бытовало в среде однодворцев — потомков служилых людей, охранявших южные рубежи. Там же фиксируются однокоренные фамилии: Велисарский, Велисаровский, что говорит о возможном происхождении от названия населённого пункта вроде Велисары (такой топоним существовал в Черниговской губернии).

Сословная принадлежность носителей фамилии была разной. В документах XVIII–XIX веков Велисаровы упоминаются и среди крестьян, и среди мещан, и среди духовенства. Встречается вариант с ударением на второй слог — Вели́саров, что характерно для южнорусского акающего произношения.

Таким образом, фамилия Велисарова — не случайное заимствование, а живое народное прозвище, образованное по стандартной модели отчества. Предок носительницы этой фамилии, скорее всего, был человеком заметным, возможно, с характером лидера, за что и получил прозвание Велисар — «большой господин» или «великий царёк».