Фамилия Арбитайло — редкая и необычная для русского уха. Её происхождение почти наверняка связано с латинским словом arbiter (арбитр, судья, посредник). Однако, в отличие от многих фамилий на -ов/-ев, образованных напрямую от профессии, здесь мы видим суффикс -айло, который характерен для украинского и белорусского языков. В восточнославянской ономастике суффикс -айло часто придавал прозвищу оттенок действия или свойства: «делающий то-то» или «тот, кто постоянно занимается чем-то». Таким образом, Арбитайло можно расшифровать как «тот, кто вершит суд» или «человек, который постоянно выступает арбитром».

Слово «арбитр» пришло в русский язык через французское посредничество, но в украинском и польском языках оно могло бытовать в форме «арбітр» или «арбитер». Вполне вероятно, что прозвище Арбитайло получил человек, который в общине исполнял роль третейского судьи — разбирал споры, мирил соседей, выносил решения. Это не обязательно была официальная должность, скорее уважаемая социальная роль. Фамилия могла закрепиться на территории современной Украины или юго-западных областей России, где было сильно влияние польской и литовской правовой культуры.

Другую версию, менее правдоподобную, выдвигают некоторые исследователи: они связывают основу с тюркским корнем, но это сомнительно, так как суффикс -айло — славянский, а не тюркский. Спорных гипотез о «греческом» или «еврейском» происхождении тоже стоит избегать — ни лингвистических, ни исторических подтверждений у них нет.

Фамилия Арбитайло не входит в число распространённых, её носители встречаются редко, в основном в украинских и белорусских семьях, а также среди потомков переселенцев в Сибирь и на Дальний Восток. В дореволюционных списках она почти не фиксируется — возможно, из-за позднего перехода прозвища в фамилию или из-за того, что носители были из крестьянского или мещанского сословия, где фамилии долго оставались неофициальными. Сегодня это редкая фамилия, которая сразу выдаёт в предке человека, имевшего авторитет и право судить других.