Фамилия Даниилов — одна из тех, что образована напрямую от полной церковной формы крестильного имени, минуя народную огласовку. В основе лежит каноническое имя Даниил (в переводе с древнееврейского — «Бог мой судья»). В отличие от гораздо более распространённых Даниловых, которые произошли от разговорной, «облегчённой» версии имени (Данила), Данииловы сохранили в фамилии книжное, полное звучание. Эта особенность сразу указывает на возможную социальную среду, где фамилия закрепилась: скорее всего, в среде духовенства или грамотных горожан, которые при записи ориентировались на церковнославянский, а не на бытовой говор.

Модель образования здесь классическая для русских фамилий XIX века: суффикс -ов присоединяется к основе имени, отвечая на вопрос «чей?». Даниилов — буквально «сын Даниила», «принадлежащий Даниилу». Однако если бы фамилия возникла в крестьянской среде, где имя Даниил чаще произносили как Данила, мы бы получили Данилова. Сохранение двойного «и» — маркер либо позднего оформления фамилии (когда имя уже прочно записывалось в метриках в полной форме), либо принадлежности к сословию, где церковная норма была обязательной.

Географически фамилия Даниилов встречается реже Данилова, но рассеяна по всей России без ярко выраженного регионального «гнезда». В некоторых случаях она могла быть искусственной, семинарской. В духовных училищах и семинариях ученикам нередко давали фамилии по именам святых, причём в торжественной, полной форме — отсюда и «Данииловы» наряду с «Иоанновыми» или «Сергиевыми». Если предок носителя учился в семинарии, его фамилия могла быть не наследственной, а «придуманной» при поступлении.

Стоит различать Даниилова и Данилова: это не варианты одной фамилии, а разные по происхождению. Даниловых в России в десятки раз больше, и они, как правило, восходят к крестьянскому или мещанскому имени Данила. Даниилов же — фамилия более редкая, и её носители с высокой вероятностью происходят из среды, где имя писали «по-книжному»: из семей священников, дьячков, приказных людей или из поздних городских сословий, где к концу XIX века метрики велись строго по канону.