Фамилия Билова — одна из тех, где форма на -ова обманчива. На первый взгляд кажется, что перед нами типичная «женская» версия от фамилии Билов, но в русской традиции XVIII–XIX веков крестьянские и мещанские фамилии нередко фиксировались именно в женском роде, если главой семьи была вдова или если запись делали со слов матери. Поэтому Билова могла стать наследственной без «мужского» варианта, особенно в северных и сибирских говорах, где окончание -ова часто закреплялось за целым родом.

Основа фамилии — прозвище Била. В русских диалектах «била» — не только «орудие для битья» (цеп, колотушка), но и прозвание драчуна, задиры, человека с тяжёлой рукой. В псковских и тверских говорах «била» означала ещё и «непоседа», «суетливый человек». Встречается и другая версия: от глагола «бить» в значении «чеканить монету» или «отбивать косу» — тогда прозвище мог получить кузнец или мастер по металлу. Эта гипотеза менее вероятна, потому что в документах XVI–XVII веков фамилии на -ов/-ев от названий ремёсел обычно образовывались от орудий труда (Молотов, Топоров), а не от действий.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Билов, Биленко, Биль — показывает, что Билова тяготеет к северо-востоку: в переписях Вологодской и Архангельской губерний XIX века эта фамилия встречается в несколько раз чаще, чем в центральных областях. Возможно, предки носителей фамилии были не просто «билами»-драчунами, а получили прозвище по мельничному делу: на Севере «билом» называли деревянный молот для толчения зерна в ступе. В таком случае Биловы — потомки мельников или крупорушников.

Суффикс -ов в данной модели указывает на принадлежность: «сын Билы». Ударение в фамилии обычно падает на второй слог — Било́ва, хотя в некоторых говорах (особенно уральских) фиксируется ударение на первый слог.