Фамилия Фрилёв — редкий случай в русском ономастиконе, где иноязычная основа соединилась с типично русским суффиксом принадлежности -ёв. Ударение, скорее всего, падает на последний слог: Фрилёв. Суффикс -ёв (фонетический вариант -ев после мягких согласных и шипящих) указывает на то, что фамилия образована от прозвища или имени, оканчивающегося на мягкий согласный: Фриль → Фрилёв (чей? — сын или потомок Фриля).

Самая вероятная версия происхождения основы — от немецкого слова «frei» (свободный). В России это слово могло превратиться в прозвище Фриль (смягчённое на русский лад) или в фамилию Фриле, Фриль. В таком случае Фрилёв — это русифицированная форма немецкой фамилии, которую получил, например, вольный поселенец, отпущенный на свободу крестьянин, или человек, которого прозвали «свободным» за независимый нрав. В XVIII–XIX веках в Поволжье и Новороссии оседало много немецких колонистов, и их фамилии нередко адаптировали: добавляли русские суффиксы и меняли окончания. Фрилёв вполне мог появиться именно в такой среде.

Менее вероятная, но не исключённая версия — связь с греческим именем Фрил (от Фригий, Фригиец) или с редким тюркским корнем, где «фриль» могло означать что-то вроде «свободный, вольный» в диалектах. Однако для фамилии с суффиксом -ёв такая экзотическая основа маловероятна: русские фамилии на -ёв обычно образуются от хорошо освоенных прозвищ, а не от редких имён.

Географически фамилия Фрилёв встречается крайне редко. Основные очаги — центральные области России и Поволжье, что косвенно подтверждает версию о немецких корнях (немецкие слободы в Москве, колонии на Волге). В дореволюционных метрических книгах фамилия почти не фиксируется, что говорит о её позднем оформлении или малочисленности рода.

С точки зрения словообразования, фамилия Фрилёв стоит в одном ряду с такими редкими примерами, как Крилёв (от прозвища Криль) или Брилёв (от Бриль — возможно, вариант фамилии Бриль). Все они демонстрируют один механизм: иноязычная основа на -ль адаптируется через суффикс -ёв, и фамилия начинает жить по законам русской грамматики.

Если искать параллели в сословном происхождении, то Фрилёвы — это, скорее всего, не дворяне (фамилия не фигурирует в родословных книгах), а потомки крестьян, мещан или отставных солдат, получивших фамилию при переписи или при переходе из крепостной зависимости. Сама основа «свободный» могла быть дана человеку как прозвище, а позже закрепилась за его детьми уже как наследственное имя.