Фамилия Двухжилов напрямую связана с русским прозвищем Двухжилый. В основе лежит прилагательное «двужильный», то есть обладающий двойной силой, исключительно крепкий и выносливый. Так в народе называли человека, который мог работать за двоих, не знал усталости и брался за самую тяжёлую работу. В крестьянском быту такие качества ценились на вес золота: выжить и прокормить семью без физической силы и упорства было почти невозможно. Поэтому прозвище Двухжилый звучало уважительно, указывая на одного из самых надёжных работников в деревне.

Словообразовательная модель здесь прозрачна: к основе «двухжил-» добавился типичный русский патронимический суффикс «-ов», который отвечал на вопрос «чей сын?». Таким образом, Двухжилов — это буквально «сын Двухжилого». Фамилия образована по той же схеме, что и, например, Силаков (от Силач) или Тягунов (от Тягун — работящий человек), но с более редкой и яркой основой.

Интересно, что в русских говорах слово «двужильный» имело и переносный смысл — так могли сказать о человеке с очень крепким здоровьем, который редко болел и быстро восстанавливался. В XIX веке «двужильным» называли даже лошадь, способную везти двойной груз. Так что прозвище могло закрепиться не только за трудоголиком, но и за физически очень сильным, почти неутомимым человеком.

Фамилия Двухжилов — редкая. Встречается преимущественно в центральных и южных областях России, где исторически был распространён тяжёлый земледельческий труд. Сословно предки носителя фамилии почти наверняка были крестьянами: именно в крестьянской среде подобные прозвища давали метко и по делу, а затем они переходили в фамилии. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано, что подтверждает её «народное» происхождение.