Фамилия Динилов встречается редко, и её происхождение — неочевидный случай для русского ономастикона. На первый взгляд она похожа на патроним с типичным суффиксом -ов, образованный от имени или прозвища Динил. Но такого имени в православных святцах нет. Ближайший аналог — каноническое имя Даниил, которое в народной речи давало формы Данила, Данил. Вариант Динил мог возникнуть под влиянием акающих говоров (произношение «и» вместо «а» в безударном положении) или как диалектное искажение. Тогда фамилия Динилов — это «сын Динила», то есть потомок человека по имени Динил (разговорная форма Даниила).

Однако есть и другая версия, связанная с тюркскими корнями. В татарском, башкирском и казахском языках распространено имя Дин (от арабского «дин» — вера, религия) с уменьшительным суффиксом -ил. Имя Динил или Динила могло означать «человек веры» или «религиозный». В таком случае фамилия Динилов — это русифицированная форма тюркского патронима, которую получил, например, крещёный татарин или башкир. Эта версия объясняет редкость фамилии: она не массовая, а локальная, привязанная к регионам смешанного русско-тюркского населения — Поволжью, Приуралью, южному Уралу.

Суффикс -ов типичен для русских фамилий, но здесь он «прирос» к нерусской основе, что указывает на адаптацию в русской среде. Если взять первую версию (от Даниила), то фамилия — просто редкий фонетический вариант распространённой модели (Данилов, Данилин). Если вторую — перед нами пример этнического и языкового контакта, когда тюркское имя получило русское фамильное оформление. Точных данных о сословной принадлежности первых носителей нет, но в XIX веке такие фамилии могли встречаться как среди крестьян, так и среди мещан в смешанных по этносу волостях.

Географически фамилия не привязана к одной губернии, но её следы чаще находят в Оренбургской, Самарской и Уфимской областях — как раз там, где русские переселенцы жили бок о бок с татарами и башкирами. В дореволюционных метрических книгах она могла записываться через «а» (Данилов) или с ошибкой писаря, поэтому современное написание Динилов — скорее всего, устоявшийся вариант, который закрепился в конкретном роду.