Фамилия Фазайлова — женская форма мужской фамилии Фазайлов, и её разбор стоит начать с неочевидного, но ключевого момента: суффикс -ов, а не -ев. Это указывает на то, что основа фамилии оканчивалась на твёрдый согласный. Если бы в основе было слово, заканчивающееся на мягкий согласный или на -й, мы бы видели Фазайлев. Значит, исходное прозвище или имя звучало как Фазайл.

Самая вероятная версия происхождения — от тюркского мужского имени Фазайл (варианты Фазыл, Фазиль). В арабском языке, откуда оно пришло в тюркские, «фадиль» означает «добродетельный», «превосходный», «одарённый». Имя широко бытовало у татар, башкир, народов Кавказа и Средней Азии. Русская фамилия Фазайлов, соответственно, могла возникнуть у крещёных татар или в среде, где тюркские имена адаптировались к русской модели фамилий на -ов/-ев.

Менее распространённая, но возможная версия — от прозвища, связанного с диалектным словом. В некоторых южнорусских говорах «фаза» или «фазан» могло означать щеголя, франта, или же относиться к человеку с пёстрой, яркой внешностью. Но в таком случае скорее ждали бы фамилию Фазанов или Фазанин. Суффикс -айл в русском прозвищном словообразовании редок, что делает версию с именем более надёжной.

Географически фамилия Фазайлова встречается в основном на Северном Кавказе, в Ставропольском крае и в Поволжье — регионах, где столетиями соседствовали русские и тюркские народы. В дореволюционных списках она не фиксируется как дворянская или купеческая; скорее всего, носители были из крестьян или мещан, получивших фамилию по имени отца или деда при переписях XIX века.

Однокоренные фамилии — Фазылов, Фазилов, Фазанов. Разница в суффиксе и огласовке показывает, насколько сильно варьировалось произношение одного и того же корня в разных местностях. Фазайлова — нечастый вариант, сохранивший, возможно, более архаичное или диалектное звучание имени.