Фамилия Фалилия — редкий случай в русском ономастиконе. С первого взгляда она напоминает женское имя в родительном падеже (типа «Наталья» → «Натальи»), но это не так. Основа здесь не имя, а прозвище или календарное имя, но с необычным суффиксальным оформлением.

Самый вероятный путь образования — от мужского имени Фал или Фала, которое представляет собой сокращённую форму от крестильного имени Фалалей (греч. Thalelaios — «цветущая маслина») или Фалассий (греч. thalassa — «море»). В русских говорах такие усечённые формы были обычны: Фал, Фала. К ним добавили суффикс -ия, который в русских фамилиях почти не встречается. Он характерен для украинской и белорусской традиции, где фамилии на -ия (Гурия, Матия) фиксировали прозвища или имена в форме родительного падежа единственного числа. То есть Фалилия могла значить «сын (или человек) Фали», где Фаля — ласкательное от Фала.

Вторая версия, менее распространённая, но имеющая право на существование: основа от слова «фал» — в русских диалектах так называли рыбацкую снасть, верёвку, а в морском деле — такелаж. Тогда Фалилия — прозвище рыбака или матроса, перешедшее в фамилию. Однако суффикс -ия для прозвищного происхождения нетипичен, поэтому эта гипотеза слабее.

Географически фамилия встречается точечно: в основном в западных областях России (Смоленская, Брянская) и в Беларуси. Это подтверждает версию о западнорусском или белорусском происхождении, где суффикс -ия в фамилиях встречается чаще, чем в центральных и северных регионах.

С точки зрения словообразования, Фалилия стоит особняком: в русском языке фамилии на -ия единичны (например, Искра, Надежда — но это от нарицательных слов). Здесь же мы видим притяжательную модель, характерную для украинской антропонимии, адаптированную под русское окончание. Так что предки носителя фамилии с высокой вероятностью жили на границе двух культур и языков, где такие гибридные формы возникали естественно.