Фамилия Железова — одна из тех, где прозвище предка понятно без словаря. В основе лежит слово «железо»: так могли назвать человека с крепким, несгибаемым характером, того, кого не брали ни болезни, ни усталость. Прозвище Железо давали не за профессию (кузнецы обычно получали прозвища по ремеслу — Кузнец, Коваль), а именно за внутреннюю твёрдость или физическую выносливость.

Словообразовательная модель типична для русского Северо-Запада и центральных областей. Суффикс -ов- (в женском роде -ова) указывает на принадлежность: «дочь (или жена) Железа». В крестьянской среде такие фамилии закреплялись в XIX веке, когда прозвище отца переходило к детям как официальное родовое имя.

По мужскому варианту Железов известны ранние упоминания в писцовых книгах XVI–XVII веков, но конкретных дат для формы Железова в открытых источниках нет. Встречается фамилия в разных регионах, но чаще в областях с развитой металлообработкой — на Урале, в Туле, в центрально-чернозёмных губерниях. Впрочем, связь с кузнечным делом необязательна: прозвище могло возникнуть и в чисто земледельческой местности, как меткая характеристика человека.

Сравните с однокоренными фамилиями: Железкин (от уменьшительной формы), Железняк (от украинского или южнорусского варианта), Железнов (та же основа, но с другим суффиксом). Железова стоит в ряду «характерологических» фамилий — тех, что описывают свойство натуры, а не занятие или место жительства. Это делает её прозрачной для понимания, но не упрощает: за каждым таким прозвищем стоит реальный человек, которого окружающие запомнили как несгибаемого.