Фамилия Арафайлова — женская форма, поэтому разбирать её логичнее через мужской вариант Арафайлов. Основа звучит необычно, но словообразовательная модель стандартна: суффикс -ов- указывает на принадлежность («чей?»), то есть Арафайлов — потомок человека по имени или прозвищу Арафай.

Главный вопрос — что скрывается в корне «Арафай». Скорее всего, это искажённое или диалектное произношение тюркского имени. В тюркских языках есть имя Арап (араб, чернокожий) и имя Араф (от арабского «ариф» — знающий, сведущий). В русских говорах, особенно в южных и восточных регионах, где было плотное общение с татарами и башкирами, звук «п» легко переходил в «ф», а окончание -ай могло появиться как уменьшительно-ласкательная форма. Таким образом, Арафай — народный вариант имени Арап или Ариф. Фамилия могла означать «сын Арафая», то есть человека, которого прозвали в честь араба, либо «знающего» человека.

Менее вероятна связь с арабским словом «арафа» (знать, познавать). В таком случае прозвище Арафай могли дать грамотею, писарю или мулле, учившему детей. Эта версия слабее, потому что для русского уха слово «арафай» звучит как прозвище, а не прямое заимствование книжного термина.

Географически фамилия Арафайлова встречается преимущественно в Оренбургской области, Башкортостане и Татарстане. Это подтверждает тюркскую версию: регионы с сильным татарским и башкирским влиянием, где русские фамилии нередко образовывались от местных имён и прозвищ. Сословно носители, скорее всего, были крестьянами или казаками — в этих краях фамилии с тюркской основой встречаются у станичников и сельских жителей, а не у дворянства.

Особенность фамилии — её редкость. Арафайловых немного, и это не случайно: имя-основа не вошло в широкий обиход, осталось локальным. Если сравнивать с однокоренными, то фамилии Арапов и Арафов встречаются гораздо чаще, а Арафайлов — их более редкий, «уменьшительный» вариант, сохранившийся только в узком круге семей.