Фамилия Дилёв — одна из тех, где ударение решает всё. Если произносить её с ударением на последний слог (Дилёв), то в основе почти наверняка лежит прозвище Ди́ля, а оно, в свою очередь, восходит к греческому имени Ди́онисий, которое в русской народной традиции давало множество уменьшительных форм: Диня, Дина, Диля, Дила. Фамилии на -ёв (-ев) в этом случае типичны для центральной России: суффикс указывает на принадлежность («сын или потомок Диля»). Если же в разговорной речи ударение смещается на первый слог (Ди́лев), корнем может оказаться слово «ди́ля» — в некоторых южных и западных говорах так называли нечто вроде части, доли, либо человека, который «делит» что-то, например, землю или наследство. В этом случае фамилия сближается с такими, как Делов или Делёв, но с характерным диалектным произношением.

Словообразовательная модель проста: суффикс -ёв (фонетический вариант -ев после мягкого согласного) присоединился к основе Диль. Такая модель — одна из самых массовых в русском ономастиконе, и она не даёт нам сословной привязки: Дилёвы могли быть и крестьянами, и мещанами, и духовенством. Фамилия довольно редкая, не входит в сотни самых распространённых, и её география, по данным открытых источников, тяготеет к центральным и южным областям России — от Рязанской до Воронежской. Встречается она и у белорусов, что неудивительно, так как имя Дионисий в форме Диля было популярно и там.

Интересная деталь: в польской ономастике существует фамилия Dyl, которая звучит похоже, но происходит от слова dyl — «бревно, доска, перекладина», то есть от прозвища плотника или строителя. В русском языке это слово не прижилось, поэтому версия с плотницким корнем для Дилёва маловероятна. Спорных гипотез здесь немного: основная и самая правдоподобная — от имени Дионисий через уменьшительное Диля. Другие варианты, вроде связи с немецким Diehl (долина) или тюркским «диль» (язык), не подкрепляются ни историей бытования фамилии в России, ни её типичным русским суффиксом.