Фамилия Грузилова образована от прозвища или нецерковного имени Грузило. В русских говорах так называли груз для рыболовной сети, а также тяжелый предмет, используемый как гиря или отвес. Человек мог получить прозвище Грузило по разным причинам: за медлительность и тяжесть на подъем, за основательность и весомость в делах, а иногда — по профессии, если занимался изготовлением грузил или работал с сетями.

Модель образования типична для русских фамилий: основа Грузил- плюс суффикс -ов-. Форма Грузилова — женский вариант, указывающий на принадлежность к роду Грузиловых. Мужская форма — Грузилов. Встречаются и однокоренные фамилии: Грузилин, Грузильцев, Груздев, но у них разная семантика. Грузилов прямо указывает на предмет, а не на гриб или другой признак.

В исторических документах фамилия фиксируется с XVII века. В переписных книгах Новгородской и Вологодской губерний упоминаются крестьяне и посадские люди Грузиловы. В XIX веке фамилия была распространена в северных и центральных регионах России, особенно в Ярославской и Костромской губерниях. Это говорит о том, что предки носителей фамилии могли быть либо рыбаками, либо ремесленниками, либо просто людьми, получившими прозвище за характер.

Филолог Б. Унбегаун в своем труде «Русские фамилии» относит подобные образования к группе фамилий от названий орудий труда и бытовых предметов. Он отмечает, что такие прозвища часто давались без иронии — по внешнему сходству или функции. В случае с Грузиловым прозвище могло закрепиться за человеком, который «держал вес» в общине или, наоборот, был неповоротлив.

Современные носители фамилии расселены по всей России, но наибольшая концентрация сохраняется в Поволжье и на Урале. Фамилия редкая, не входит в сотни самых распространенных, что делает ее особенно интересной для генеалогического поиска.