Фамилия Фрейлова — женская форма фамилии Фрейлов, а та, в свою очередь, образована от прозвища Фрейл. В основе лежит немецкое слово «Frei» — «свободный», «вольный». Однако напрямую связывать фамилию с благородным сословием «свободных людей» стоит с оговоркой: в немецком языке существовало слово «Freil» (уменьшительное от «Frei»), которое могло означать «вольный человек», но также могло быть прозвищем человека независимого, своенравного или даже «освобождённого» от каких-либо повинностей.

В русском контексте фамилия Фрейлов (и Фрейлова) почти наверняка имеет искусственное или семинарское происхождение. В XVIII–XIX веках в духовных семинариях будущим священникам нередко давали фамилии, образованные от латинских или немецких корней, — это считалось более благозвучным, чем простонародные русские фамилии. Так, от немецкого «Frei» могли образовать фамилию Фрейлов (по модели «латинская основа + русский суффикс -ов»). В этом случае предок носителя фамилии был либо выходцем из немецких колонистов, либо, что вероятнее, семинаристом, получившим фамилию при поступлении в училище.

Суффикс -ов указывает на принадлежность: буквально «сын Фрейла». Фамилия редкая, географически встречается в центральных регионах России и в Поволжье, где были немецкие колонии. Встречается и вариант Фрейлев — с более привычным для русского уха суффиксом.

Есть и менее вероятная, но возможная версия: прозвище Фрейл могли дать человеку, который носил одежду с фрейлей (от нем. «Fräulein» — барышня), но это скорее народная этимология. Надёжнее считать фамилию семинарской или обрусевшей немецкой.