Фамилия Велосипедов звучит как курьёз, но её происхождение куда прозаичнее, чем кажется. Вопреки первому впечатлению, она не связана с двухколёсным транспортом: в русском языке слово «велосипед» появилось только в конце XIX века, а фамилии к тому времени уже давно сложились. Основа здесь — дохристианское имя или прозвище Велосипед, которое образовано от двух корней: «вело-» (от «велий» — большой, великий) и «-пед» (от греческого «педос» — дитя, или от славянского «петь» — заботиться, нянчить). В древнерусском языке «велосипед» могло означать «великое дитя» или, в переносном смысле, «большой ребёнок» — так могли прозвать рослого, неуклюжего или простодушного человека.

Суффикс -ов указывает на типичную модель русских фамилий, образованных от прозвищ: сын Велосипеда стал Велосипедовым. В отличие от фамилий на -ин, которые чаще возникали от имён на -а/-я (например, Ильин), -ов характерен для основ на твёрдый согласный. Здесь же основа оканчивается на -ед, что для русского уха необычно, но грамматически фамилия подчинилась стандартной схеме.

География фамилии узкая: она встречается преимущественно в центральных и северных областях России, особенно в Вологодской и Архангельской губерниях, где сохранялись архаичные прозвища. В этих краях «велосипед» могло быть не прозвищем, а искажением более древнего имени Велесопед (от имени бога Велеса и «петь» — «почитатель Велеса»), но эта версия менее доказана.

Сравните с однокоренными фамилиями: Великанов (от «великан») и Педов (от «пед» — дитя). Велосипедов стоит особняком: она не перешла из церковного имени, как Иванов, а закрепилась за конкретным прозвищем, которое в XIX веке стало звучать анахронично. Пересечение с европейским словом «велосипед» — чистая случайность, которая и сделала фамилию заметной. Носители её, скорее всего, происходили из крестьян или посадских людей, где прозвища давали по внешности или характеру, а не по ремеслу.