Фамилия Билаловы восходит к мужскому имени Билал. В переводе с арабского оно означает «здоровый», «влажный» (в значении «свежий, полный сил»). Скорее всего, имя давали крепкому, сильному от природы ребёнку — как пожелание здоровья или как оберег от болезней.

Самая известная историческая фигура с этим именем — Билал ибн Рабах, сподвижник пророка Мухаммада и первый муэдзин в исламе. Поэтому имя Билал широко распространено у мусульманских народов, и фамилия Билаловы встречается прежде всего у татар, башкир, азербайджанцев и народов Кавказа.

Русский суффикс -ов указывает на «притяжательное» значение: Билаловы — буквально «дети Билала». По такой модели в России образовывали фамилии от отцовского имени (патронимы). Фамилия могла закрепиться в XV–XVII веках, когда тюркские имена активно входили в русскую ономастику. Выходцы из Золотой Орды, служилые татары и другие нерусские дворяне нередко получали дворянство и записывались в родословные книги именно с такими фамилиями. Однако приписывать фамилию Билаловы исключительно дворянскому сословию не стоит: она бытовала и в крестьянской, и в купеческой среде в разных регионах.

В написании возможны варианты: Билалов, Билалова (женская форма), Билаловы (множественное число). В некоторых семьях встречается ударение на второй слог — Била́лов, хотя нормативным считается ударение на последний слог: Билало́в.