Фамилия Баилев — редкая и неочевидная с точки зрения происхождения. На первый взгляд она напоминает множество фамилий на -ев, образованных от тюркских или кавказских личных имён. И это первая и самая вероятная версия.

Основа «Баил» — это, скорее всего, вариант имени Баил (или Байил). В тюркских языках корень «бай» означает «богатый», «господин», «знатный». Имя Баил могло быть производным от «бай» с уменьшительным или ласкательным суффиксом, то есть «богатенький», «господский». Встречается такое имя у башкир, татар, казахов. Фамилия Баилев, таким образом, означает «потомок Баила» и образована по русской патронимической модели: к имени отца добавили суффикс принадлежности -ев.

Менее распространённая версия отсылает к кавказскому корню. В некоторых языках Дагестана «баил» может означать «голова», «вершина», либо быть частью сложного имени. Если фамилия имеет аварские или кумыкские корни, её значение могло быть связано с положением в роду или внешностью предка (например, «большеголовый» или «верхний»). Однако эта гипотеза менее надёжна, так как для неё нет массовых подтверждений в документах.

Суффикс -ев, а не -ин, указывает на то, что основа заканчивалась на согласный или на мягкий знак. Это типично для фамилий, образованных от имён, которые в русском языке склонялись как существительные мужского рода (Баил — Баила — Баилев).

Интересно, что фамилия Баилев практически не встречается в центральных областях России. Её география сосредоточена в Поволжье (Башкортостан, Татарстан) и на Северном Кавказе. Это подтверждает тюркскую или кавказскую природу корня. Носители фамилии в прошлом могли быть крестьянами или казаками, но точных сословных данных нет — фамилия слишком редкая для статистических обобщений.

В написании возможна путаница с фамилией Баилов (с ударением на последний слог), которая встречается у азербайджанцев и происходит от топонима Баилов (район Баку). Но Баилев — это именно русский патроним, а не прямой перенос названия места.