Фамилия Ветлев — один из тех случаев, когда внешне прозрачная основа таит в себе сразу несколько возможных линий происхождения. Самое очевидное, что приходит на ум, — связь с деревом ветла (вид ивы). Однако, в отличие от фамилий вроде Берёзов или Осинин, здесь мы имеем дело не с прямым названием дерева, а с основой «ветл-», которая могла относиться и к человеку.

В центре внимания — суффикс -ев. Он указывает на притяжательное значение: Ветлев буквально означает «сын Ветля» или «человек из рода Ветля». А вот кто такой Ветль — вопрос открытый. Первая версия: прозвище Ветль могли дать человеку высокому, гибкому, «ветвистому», либо тому, кто жил у зарослей ветлы или торговал ветловыми прутьями (их использовали для плетения корзин и изготовления обручей для бочек). В этом случае фамилия — типичный пример профессионально-топографического прозвища, распространённого в северных и центральных губерниях России, где ветла была обычным деревом.

Вторая версия — менее очевидная, но более глубокая. В древнерусских говорах слово «ветль» могло означать не только дерево, но и «годовалый телёнок» или «бычок» (от «ветлый» — светлый, ясный, а иногда и «годный»). Если прозвище Ветль дали по сходству с животным (например, за белую масть или кроткий нрав), то фамилия Ветлев оказывается в одном ряду с Телешов, Баранов или Жеребцов. Эта версия подкрепляется тем, что в старину прозвища от названий детёнышей животных были очень часты — они давались не в обиду, а как оберег или по внешнему признаку.

Словообразовательная модель фамилии — стандартная для русского Севера и Поволжья: основа на мягкий согласный (Ветль) + суффикс -ев. Встречаются варианты написания Ветлев и Ветлёв (с ударением на последний слог), но в документах XIX века чаще фиксируется первый вариант. Географически фамилия тяготеет к Вологодской, Костромской и Ярославской областям, где ветла — часть ландшафта, а слово «ветль» в значении «телёнок» ещё помнят старожилы.

Известных носителей с громкой исторической славой нет, что типично для фамилий, образованных от прозвищ, а не от крестильных имён. Это фамилия простого люда — крестьян и ремесленников, чьи предки получили имя по дереву, по занятию или по домашней скотине. Выбрать одну версию из двух сложно, но прозвище от дерева — более распространённый и типологически частый путь для русских фамилий, поэтому он выглядит предпочтительнее.