Фамилия Димоглов — редкий случай, когда греческое происхождение фамилии не спрятано за русским суффиксом, а лежит на поверхности. Основа «Димо-» восходит к греческому имени Димитриос (Δημήτριος), посвящённому богине плодородия Деметре. В русской традиции это имя дало целый ряд фамилий: Димитриев, Дмитриев, Митрофанов, но Димоглов стоит особняком. Вторая часть фамилии, «-глов», скорее всего, искажённое греческое «-глу» (γλου) — суффикс, указывающий на происхождение или принадлежность, то есть «из рода Димитрия» или «Димитриев сын». Подобные модели встречаются у греков Причерноморья и у понтийских греков, переселявшихся в Россию в XIX — начале XX века.

Вероятнее всего, предок носителя фамилии был греком по происхождению, возможно, выходцем из Малой Азии или Крыма, где греческие общины сохраняли язык и обычаи. Оформление фамилии с русским окончанием «-ов» произошло уже на территории Российской империи: греческие фамилии на «-оглу» (например, Димитроглу) при русификации теряли конечную гласную, а вместо неё получали привычный для славянского уха суффикс принадлежности. Так Димитроглу превратился в Димоглова — по аналогии с тем, как турецкое «оглу» (сын) заменялось русским «-ов».

Словообразовательная модель здесь двойная: греческий корень + тюркский или греческий патронимический формант, адаптированный русским окончанием. Фамилия не получила широкого распространения — она осталась в среде потомков тех греческих переселенцев, которые осели на юге России, в Крыму, на Кубани или в Новороссии. В дореволюционных метрических книгах Димогловы встречаются редко, что подтверждает локальный характер фамилии.

Если сравнивать с однокоренными, то Димоглов отличается от более частых Димитриади (чисто греческий суффикс «-ади») или Дмитриенко (украинская модель) именно этой гибридной структурой. Никакого отношения к «голова» (как могло бы показаться на слух) фамилия не имеет — это чисто случайное звуковое совпадение.