Фамилия Байлова — женская форма от мужской Байлов, и её происхождение стоит искать в прозвище или имени, которое дали предку. В основе лежит корень «бай», а суффикс «-ов» указывает на типичную для русских фамилий модель принадлежности: «чей?» — Байлов, то есть сын или потомок человека по прозвищу Байло.

Само слово «байло» в русских говорах неоднозначно. В одних диалектах (особенно северных и сибирских) «байло» — говорун, краснобай, болтун, от глагола «баять» (говорить, рассказывать). Человек, получивший такое прозвище, мог быть красноречивым сказочником, балагуром или, наоборот, пустословом. В других говорах «байло» означало колотушку, било (например, у двери или у бочки), а также в переносном смысле — нерасторопного, тяжёлого на подъём человека. Есть и третья версия: в некоторых регионах «бай» — это обращение к богатому, знатному человеку (тюркское заимствование), но в русской фамилии такое значение менее вероятно, так как суффикс «-л-» (Бай-л-о) характерен для прозвищ, образованных от глаголов.

Таким образом, наиболее правдоподобно, что предок носителя фамилии Байлов был известен как говорун или сказитель. Фамилия эта довольно редкая, встречается преимущественно в центральной России и Поволжье, что подтверждает её исконно русское диалектное происхождение. В отличие от фамилий, образованных от полных крестильных имён (Иванов, Петров), Байлова ведёт родословную от мирского прозвища, которое давали по яркой черте характера или поведению.