Фамилия Велиулов — редкий пример тюркско-арабского гибрида, закрепившегося в русской антропонимии через суффикс -ов. Основа фамилии — арабское имя Валиулла (араб. ولي الله — «близкий к Аллаху», «друг Бога»), которое в тюркской среде, особенно у татар и башкир, подверглось фонетическому изменению: конечное -а отпало, а звук «а» в первом слоге под влиянием тюркского произношения превратился в «е». Так имя Валиулла превратилось в Велиул.

Суффикс -ов указывает на русскую модель образования фамилий: «чей?» — Велиулов, то есть потомок Велиула. Формально фамилия выглядит как русская, но её корень выдает нерусское происхождение. Похожая адаптация произошла с фамилиями Валиуллин, Валиев, где основа та же, но суффиксы разные.

Исторически носители фамилии Велиулов — скорее всего, потомки татарских или башкирских мусульман, живших в Поволжье или на Урале. В XIX — начале XX века такие фамилии фиксировались у крестьян и мещан, реже у купцов. Встречается фамилия и у крымских татар, но там чаще вариант Велиуллаев.

С точки зрения словообразования, фамилия нестандартна: в русском языке нет суффикса -улов, это результат сращения тюркской основы с русским патронимическим суффиксом. Редкость фамилии подтверждается статистикой: по данным на 2020-е годы, в России живёт не более нескольких сотен человек с фамилией Велиулов, большинство — в Татарстане, Башкортостане и Оренбургской области.

Таким образом, фамилия Велиулов — это не прозвище по профессии или внешности, а религиозно окрашенное имя-пожелание, прошедшее через языковой фильтр тюркского произношения и оформившееся по русской модели.