Фамилия Бурлилова — нечастая, но её носительницы есть и в России, и в русскоязычном зарубежье. Главная особенность этой фамилии в том, что она женская по форме, а мужской вариант — Бурлилов. В основе лежит прозвище или мирское имя Бурлило, а суффикс -ов- (в мужском варианте) указывает на принадлежность: «сын Бурлилы».

Прозвище Бурлило в русских говорах имело два основных значения. Первое — «ворчун, брюзга», человек, который постоянно «бурлит», то есть выражает недовольство. Второе, более редкое — «непоседа, егоза», тот, кто всё время в движении, «кипит». В словаре Владимира Даля глагол «бурлить» зафиксирован именно в этих смыслах: шуметь, ворчать, возиться. Таким образом, предок, получивший такое прозвище, мог быть либо сварливым, либо, наоборот, очень деятельным и беспокойным человеком.

Интересно, что фамилия Бурлилов (и её женская форма) имеет параллели с однокоренными фамилиями Бурлов, Бурлаков, Бурлин. Но модель на -ило — архаичная и характерна для северных и сибирских говоров, где такие прозвища были особенно распространены. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые часто образовывались от крестильных имён, фамилия Бурлилов почти наверняка происходит именно от прозвища, что говорит о нецерковном, бытовом происхождении.

Сословно фамилия могла принадлежать как крестьянам, так и посадским людям, но в дворянские роды она, скорее всего, не входила. Встречаемость фамилии в современных базах данных невысока, что указывает на её локальное бытование — возможно, в Вологодской, Архангельской областях или на Урале, где сохранились подобные словообразовательные модели.