Фамилия Брыльов — один из тех случаев, когда внешне прозрачная форма скрывает неожиданное разнообразие возможных корней. На первый взгляд, в основе лежит слово «брыль» — так в южных и западных говорах называли широкополую соломенную шляпу, брыль. Тогда Брыльов — потомок человека, которого прозвали за любовь к такому головному убору или за то, что он их плёл и продавал. Версия логичная, но не единственная.

Слово «брыль» в украинском и белорусском языках имеет и другое, менее известное значение — «край», «обод», «поля́» (отсюда и шляпа с полями). Прозвище Брыль мог получить человек с заметной чертой внешности, например, с широкими бровями или выступающим лбом, — по ассоциации с нависающим краем. Есть и более редкая версия: в некоторых диалектах «брыль» — это «губа» или «морда», что тоже могло стать основой для прозвища, но не обязательно грубого — скорее описательного.

Суффикс -ов- указывает на стандартную русскую модель образования фамилий от прозвищ или имен: «чей сын?» — Брыльов, то есть сын Брыля. Форма с «ё» (Брыльов, а не Брылев) — типичное явление для фамилий, где ударение падает на окончание: Брыльо́в. В дореволюционных документах и метрических книгах написание могло колебаться между «Брылёв» и «Брыльев», но современный вариант закрепился именно с твёрдым «л» и «ё».

Географически фамилия тяготеет к южнорусским и украинским землям, особенно к Курской, Воронежской, Харьковской губерниям. Встречается и у казаков: прозвище Брыль фиксируется в реестрах Запорожской Сечи. Социальный состав носителей — в основном крестьяне и мещане, реже однодворцы. Дворянских родов с такой фамилией в гербовниках нет, что подтверждает её народное, прозвищное происхождение.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, Брыльов стоит в одном ряду с Брылёвым, Брылиным, Брыльковым. Все они образованы от того же корня, но разными суффиксами, что указывает на региональные особенности словообразования. В целом, фамилия Брыльов — яркий пример того, как бытовое слово, название предмета одежды или черты лица, превратилось в устойчивое родовое имя, сохранившее связь с диалектной лексикой юга России.