Фамилия Фамилов звучит настолько прямо, что кажется искусственной или шуточной, но на самом деле она образовалась по обычной для русских фамилий модели. Её основа — слово «фамилия», но не в современном значении «родовое имя», а в старом, восходящем к латинскому «familia» — «семья, домочадцы, семейство». В русских говорах и документах XVII–XVIII веков «фамилией» называли семью или родню, а «фамильным» — домовитого, хозяйственного человека.

Суффикс -ов указывает на принадлежность: Фамилов — буквально «сын (или человек) того, кого прозвали Фамилом». Прозвище Фамил могли дать человеку, который отличался семейственностью, заботился о доме и родне, или, наоборот, был главой большого семейства. Второй вариант — ироничный: так могли назвать того, кто слишком много говорил о своей родне или кичился происхождением. В любом случае, прозвище бытовое, не книжное.

Фамилия редкая, встречается в основном в центральных и поволжских областях России. В дореволюционных переписях её носители — крестьяне и мещане, никакого дворянского или духовного происхождения за ней не числится. В отличие от фамилий на -ский, которые часто давались по географическим названиям, Фамилов — чисто прозвищная, «домашняя» фамилия.

Интересно, что в некоторых документах XIX века встречается написание «Фамиллов» (с двумя «л»), что подчёркивало корень «фамили-». Со временем написание упростилось, но произношение осталось твёрдым: ударение почти всегда на втором слоге — Фами́лов. Искать в этой фамилии скрытый смысл не стоит: перед нами редкий случай, когда слово «фамилия» стало основой для фамилии же, замкнув круг.