Фамилия Желов образована по простой и распространённой модели: от прозвища или имени, оканчивающегося на твёрдый согласный, с помощью патронимического суффикса -ов. Суффикс указывает на принадлежность: Желов — сын Жела. Но что скрывается за основой «Жел-»? Здесь есть несколько версий, и выбор между ними зависит от того, на какой из древних корней указывает произношение.

Самая прямая версия связывает фамилию с глаголом «желать» или существительным «желание». В старину прозвище Желан или Жела мог получить долгожданный, вымоленный ребёнок. Такие имена-обереги, выражающие радость от появления наследника, встречались на Руси повсеместно. Фамилии Желанов, Желаннов — ближайшие родственники Желова, и они подтверждают эту логику. Однако в основе Желов лежит не полная форма «Желан», а более краткая — Жел, что могло быть разговорным вариантом того же имени.

Другая версия отталкивается от диалектного слова «жел» — так в некоторых северных и сибирских говорах называли желвак, шишку, нарост на теле. Прозвище Жел давали человеку с заметной физической особенностью, например с шишкой на лбу или с горбом. В этом случае фамилия Желов — из разряда «телесных» прозвищ, таких как Горбов, Носов, Зубов. Версия правдоподобна, но менее распространена, чем первая, потому что слово «жел» в значении «нарост» — узкорегиональное.

Третья, более редкая гипотеза выводит основу из древнерусского нецерковного имени Жел, которое могло быть сокращением от Желан или Железко. Имя Железко (железный, крепкий человек) давалось как пожелание силы и здоровья. Сокращение до Жел — обычная практика в народной среде, где длинные имена укорачивали до одного слога.

География фамилии Желов сегодня не показывает ярко выраженного центра: она встречается разрозненно, от центральных областей России до Урала. Это говорит о том, что фамилия могла возникать независимо в разных местах — от разных прозвищ, что не редкость для простых патронимических форм.

Словообразовательно фамилия стоит в одном ряду с Белов, Чернов, Дроздов — то есть с основами, которые могли быть и прозвищами, и нецерковными именами. Спор между версиями «желанный ребёнок» и «человек с желваком» решает контекст: если в роду сохранилось предание о позднем или трудном рождении предка, первая версия становится основной. Если же нет — обе остаются равновероятными.