Фамилия Арамилева — женская форма, а мужская, Арамилев, образована от прозвища или мирского имени Арамиль. В основе лежит название реки Арамиль в Свердловской области, притока Исети, или одноимённого населённого пункта (сейчас город Арамиль). Такая модель — от гидронима или топонима с помощью суффикса -ев — встречается у русских фамилий Урала и Сибири, где переселенцы часто получали фамилии по месту прежнего жительства или по реке, на которой стояла их деревня. Получается, что первый носитель фамилии, скорее всего, был выходцем с берегов Арамили или жил в селе, названном по этой реке.

Слово «Арамиль» имеет неясное происхождение. По одной версии, это башкирское или татарское название, где «ара» может означать «остров» или «междуречье», а «мил» — «место». По другой, более спорной, корни тюркские и связаны с понятием «козёл» или «дикий козёл». Достоверно одно: топоним закрепился в русской речи задолго до XVII века, когда на Урале началась активная колонизация, и уже от него пошла фамилия.

В документах фамилия Арамилев встречается с XVIII века среди уральских крестьян и горнозаводских работников. Суффикс -ев указывает на принадлежность: «сын Арамиля», то есть человека, которого прозвали по реке или селу. Это не дворянская, а народная, географическая фамилия, каких много на Урале: Исетский, Чусов, Тагильцев. Сейчас носители фамилии живут в основном в Свердловской, Челябинской и Тюменской областях, что подтверждает её уральские корни.

Если сравнивать с однокоренными, то есть фамилия Арамильский — она могла принадлежать священнику или семинаристу, так как суффикс -ский типичен для искусственных, книжных фамилий духовенства. Арамилев же — более ранняя, бытовая, без книжного налёта.