Фамилия Гремиловы ведет начало от прозвища Гремило. Его основа — глагол «греметь», то есть издавать громкие, раскатистые звуки, звенеть или грохотать. Обладатель такого прозвища мог выделяться сильным, громоподобным голосом или быть искусным оратором, способным глубоко задеть слушателей словом. В народе Гремилом нередко называли и человека, прогремевшего на всю округу своей славой, — знаменитость в родных местах.

Не исключено и «профессиональное» происхождение прозвища. Ремесло основателя рода Гремиловых могло быть шумным: кузнечное дело, работа на мельнице, колокольный звон или любое другое занятие, где без грохота не обойтись. В этом смысле фамилия попадает в ряд «звучащих» прозвищ, которые давали по характерному признаку деятельности.

Сама словообразовательная модель проста: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей?»), то есть Гремилов — потомок Гремилы. Форма на -овы во множественном числе (Гремиловы) типична для русских родовых фамилий, закрепившихся за целым семейством. Такие фамилии чаще встречались в среде крестьян и посадских людей, где прозвище отца переходило к детям без изменений.

Интересно, что у фамилии нет географической привязки к одной местности: она встречается и в центральных русских областях, и на Урале, и в Сибири. Это говорит о том, что прозвище Гремило было распространено в разных говорах и не привязано к узкому диалекту. Однако окончательно установить точное время и место возникновения фамилии можно только на основе серьёзных генеалогических изысканий — архивных записей, ревизских сказок и писцовых книг.