Фамилия Гумилёв — одна из тех, где корень не бросается в глаза, а суффикс указывает на вполне определённый способ происхождения. Это типичная русская фамилия на -ев, образованная от прозвища или имени, которое оканчивалось на -ий или -ей. В большинстве учебников по ономастике её связывают с тюркским словом «гуми» — «песок», «пустыня», откуда могло возникнуть прозвище Гумиль, то есть «песчаный», «живущий в песках». Версия правдоподобная, если помнить, что в южнорусских и казачьих говорах тюркских заимствований было много, и прозвища по ландшафту или месту жительства давали охотно.

Однако есть и другой путь. В старых русских документах встречается имя Гумила, которое могло быть формой канонического имени Гурий (в просторечии — Гурей). Фонетический переход «Гурей → Гумила» не редкость в диалектной речи: сонорные «р» и «л» иногда менялись, а суффикс -ила придавал имени ласкательный или бытовой оттенок. Тогда Гумилёв — буквально «сын Гумилы», то есть потомок человека по имени Гурий. Эта версия менее экзотична, но лингвистически устойчивее, потому что цепочка «каноническое имя → уменьшительная форма → фамилия» — самый массовый путь образования русских фамилий.

С точки зрения географии, фамилия не была широко разлита по России. Основные очаги — южные губернии (например, Курская, Воронежская) и области с активным контактом с тюркскими народами. Встречалась и у казачества, что подтверждает гипотезу о прозвище, связанном со степью или песками. Несмотря на то что фамилия стала знаменита благодаря поэту Николаю Гумилёву, её носители до XIX века — это в основном крестьяне и однодворцы, а не дворяне. Суффикс -ев указывает на принадлежность к отцу, а не на сословную привилегию.

В написании фамилии нет вариативности: Гумилёв с буквой «ё» — это норма, а не опечатка. Ударение падает на последний слог, что типично для фамилий на -ёв от основ с мягким согласным. В дореволюционных документах иногда писали «Гумилев» без точек, но произношение не менялось. Если сравнивать с однокоренными фамилиями — Гумилин, Гуминов, — то Гумилёв стоит особняком: он единственный, где основа заканчивается на -ил, а не на -ин или -ов. Это ещё один аргумент в пользу того, что исходное прозвище было именно Гумила, а не Гума.