Фамилия Ермолов образована от крестильного имени Ермолай, которое в переводе с греческого означает «вестник народа». В бытовой, разговорной среде имя Ермолай часто сокращалось до формы Ермол — именно она и легла в основу фамилии. Стандартный суффикс -ов указывает на принадлежность: Ермолов буквально значит «сын Ермола» или «потомок Ермола». Таким образом, дальний предок носителя этой фамилии носил имя Ермол (каноническое Ермолай), а его дети и внуки стали писаться как Ермоловы.

Интересно, что имя Ермолай относится к числу редких даже в святцах: в православном календаре оно встречается всего несколько раз в году. Это делает фамилию Ермолов относительно немногочисленной по сравнению с фамилиями от более популярных имён (Иванов, Петров). В русской ономастике фамилия зафиксирована в основном в центральных и южных губерниях, но без резкой региональной привязки — её носители встречаются повсеместно, хотя и нечасто.

С точки зрения словообразования фамилия прозрачна: основа Ермол- плюс стандартный патронимический суффикс. Никаких редких или спорных морфем здесь нет, поэтому этимология не вызывает разногласий у исследователей. Словарь Б. Унбегауна относит Ермолова к группе фамилий, образованных от полных народных форм крестильных имён, без дополнительных уменьшительных или пренебрежительных суффиксов.