Фамилия Агиловы образована от имени Агил, которое в свою очередь является народной, обиходной формой крестильного имени Аглай. Это имя имеет греческие корни и переводится как «блистающий», «великолепный» или «прекрасный». То, что церковное имя Аглай в быту превратилось в более короткое Агил, — обычная история для русской языковой среды: сложные для произношения или непривычные имена нередко упрощали.

Словообразовательная модель фамилии проста: к основе Агил- добавили типичный русский патронимический суффикс -ов, который указывает на принадлежность («сын Агила»). Это одна из самых распространённых моделей для русских фамилий, закрепившаяся в XVI–XVII веках, в первую очередь среди крестьян и посадских людей. Скорее всего, предок носителей фамилии Агиловых был выходцем из рабочей или крестьянской среды — в дворянской среде такие «простые» патронимы от обиходных форм имён встречаются реже.

Точное время и место возникновения фамилии назвать сложно: процесс становления фамилий в разных регионах России шёл неравномерно и растянулся на несколько столетий. Однако в основе фамилии лежит имя с положительной, даже торжественной семантикой — «блистающий». Это выделяет её на фоне фамилий, образованных от прозвищ по профессии или внешности.