Фамилия Антилова — женская форма, в то время как её основа, мужская фамилия Антилов, встречается реже, но именно она даёт ключ к происхождению. В русской модели фамилия с суффиксом -ов (-ев) образуется от имени или прозвища, оканчивающегося на согласный. В данном случае корень «Антил» — это, скорее всего, не полное имя, а усечённая или просторечная форма.

Самая прямая версия: Антилов происходит от имени Антип (каноническое Антипий). В русской народной традиции звук «п» мог переходить в «л» в результате ассимиляции или диалектного произношения: Антип → Антил. Это не единичный случай — фамилии вроде Антилов, Антипин, Антипьев стоят в одном ряду. Имя Антип (греч. «противник») носило несколько святых, поэтому оно было распространено среди крестьян и духовенства. Предок носительницы фамилии мог зваться Антил — так в быту звали человека по имени Антип.

Есть и вторая, менее очевидная версия. В некоторых говорах «антила» или «антылка» — прозвище для человека с каким-то физическим недостатком или необычной походкой (от глагола «антылиться» — вертеться, уклоняться, или от диалектного «антыль» — сучок, заноза). Но эта гипотеза зыбкая: слово почти не зафиксировано в словарях, и для фамилии с суффиксом -ов логичнее опираться на личное имя.

Географически фамилия Антилов и Антилова тяготеет к южнорусским областям — Курской, Воронежской, Ростовской, а также встречается у украинцев. В XIX веке носители чаще всего были государственными крестьянами или однодворцами. Суффикс -ов указывает на относительно позднее оформление фамилии (XVII–XVIII века), когда отчество закрепилось как наследственное.

Редкость фамилии объясняется тем, что имя Антип, хоть и не было исчезающим, дало много разных производных: Антипов, Антипкин, Антипьев. Форма Антилов оказалась менее конкурентной и сохранилась в основном в тех семьях, где прозвище Антил передавалось по мужской линии несколько поколений подряд.