Фамилия Велулина — редкий пример, где женская форма закрепилась в официальном обиходе, а мужской вариант (Велулин) встречается реже. Это указывает на то, что фамилия могла быть записана по материнской линии или впервые зафиксирована у женщины. В русской ономастике суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — «Велулин», то есть сын или потомок человека по прозвищу Велула.

Основа «Велул-» — тёмная и неочевидная. Самая правдоподобная версия связывает её с диалектным глаголом «велить» (говорить, приказывать) или с его вариантом «велю». В северных и центральных говорах «велуха» или «велун» могло означать говорливого, громкого или настойчивого человека. Тогда Велула — прозвище за характер, данное либо крикливому, либо, наоборот, авторитетному человеку, чьё слово было законом.

Менее вероятна, но возможна связь с тюркскими корнями. В языках Поволжья встречается основа «вел» (умерший, покойник) или «веле» (великий). Если фамилия возникла в зоне татаро-русского пограничья (например, в Казанской или Симбирской губерниях), то Велула могло быть прозвищем, данным по обрядовой или социальной примете. Однако эта версия слабее, так как для тюркского заимствования ожидалась бы более прозрачная огласовка, например, «Велиулин» или «Валиуллин».

С точки зрения географии, фамилия Велулина не привязана к какому-то одному региону. Встречается разрозненно в центральных областях России, а также на Урале, что типично для поздних фамилий, возникших из прозвищ в XIX веке. Сословно предки Велулиных, скорее всего, были государственными крестьянами или однодворцами — у дворянских и купеческих родов чаще фиксировались фамилии на -ов/-ев и -ский, а -ин чаще доставался крестьянству.