Фамилия Гнилова — женская форма фамилии Гнилов, и её происхождение прямо связано с прозвищем или мирским именем Гнилой. В русской ономастике это типичная «отпрозвищная» фамилия, образованная по простейшей модели: основа (Гнил-) + суффикс принадлежности (-ов). Суффикс указывает на то, что родоначальник был сыном или потомком человека по прозвищу Гнилой, то есть «Гнилов» буквально значило «чей? — Гнилов».

Прозвище Гнилой в Древней Руси не обязательно несло негативный, оскорбительный смысл. В крестьянской и посадской среде такие имена давали для характеристики внешности, поведения или даже обстоятельств рождения. Гнилым могли назвать: болезненного, слабого ребенка (сравните с диалектным «гнилой» — хилый, немощный); человека с нечистой кожей или язвами; либо того, кто жил в сырой, болотистой местности — на «гнили», то есть на гнилом, топком грунте. В некоторых говорах «гнилой» означало «вялый, ленивый», но это менее вероятно, так как прозвища редко давали за простую лень — скорее за физический изъян.

С географической точки зрения, фамилия Гнилов (и Гнилова) типична для северных и центральных областей России, где много болотистых почв. Встречается она и в казачьих регионах — на Дону и Кубани. Там прозвище могло закрепиться за человеком, жившим у «гнилого» озера или лимана. Интересно, что в старых писцовых книгах XV–XVII веков фигурируют крестьяне с именем Гнилой: например, в новгородских землях записан Гнилой Офонасьев, что подтверждает бытовой, а не оскорбительный характер прозвища.

Многие носители фамилии сегодня ошибочно связывают её с гниением или порчей, но исторически это скорее указание на среду обитания или состояние здоровья предка. Фамилия не имеет отношения к дворянству или духовенству — это стопроцентно крестьянский и мещанский пласт русских фамилий. Встречается также вариант Гнилёва (с ударением на ё), который мог образоваться от той же основы, но с другим суффиксальным оформлением — через прозвище Гниль.