Фамилия Драгомилова — женская форма от Драгомилов, а та, в свою очередь, образована от мужского личного имени Драгомил. Это древнее славянское имя, составленное из двух корней: «драг-» (дорогой) и «мил». Получается, что Драгомил буквально означает «дорогой и милый». В прошлом такие имена не были редкостью: родители давали их ребёнку как пожелание или как отражение собственных чувств. Скорее всего, Драгомилом называли горячо любимого, долгожданного первенца.

Сама модель образования фамилии — через суффикс -ов — типична для русских фамилий, возникших от полных форм имён. В данном случае суффикс указывает на принадлежность: Драгомилов — это «сын Драгомила». Женский вариант Драгомилова, соответственно, означает «жена или дочь Драгомилова».

В отличие от многих фамилий, образованных от церковных имён, Драгомилова ведёт родословную от дохристианского, мирского прозвища. Такие имена давали в быту, и они нередко сохранялись в семьях наряду с крестильными. Фамилия эта нечастая, что неудивительно: имя Драгомил со временем вышло из активного употребления, уступив место другим, более привычным для слуха.

Географически фамилия Драгомилова встречается в разных регионах России, но заметной концентрации в какой-то одной области нет. Это говорит о том, что носители имени Драгомил были рассеяны по территории, а не жили компактно. Среди известных людей с такой фамилией выделяется разве что советская актриса, но в целом фамилия остаётся скорее редкой, чем распространённой.