Фамилия Калиловы образована от мужского личного имени, которое легло в основу без изменений — Калил. К основе добавили стандартный русский патронимический суффикс -ов, показывающий принадлежность: «сын Калила». Это самый частый способ русификации тюркских и арабских имён в XVI–XVII веках.

Само имя Калил — это не арабский литературный стандарт, а диалектный или обиходный вариант, который бытовал в тюркской среди. У него есть два основных толкования. Первое: Калил — одна из форм имени Калимулла, что означает «разговаривающий с Богом» или «изрекающий слово Божье». В исламской традиции этот эпитет закреплён за пророком Мусой (Моисеем). Второе: имя могли связывать с арабским Халиль — «верный друг», «близкий человек». Для родителей, дававших такое имя сыну, обе версии работали на одно пожелание: чтобы мальчик вырос человеком слова, надёжным и уважаемым.

Исторический контекст фамилии связан с выходцами из Золотой Орды, а позднее — из Казанского, Астраханского и Крымского ханств. В XV–XVII веках многие служилые люди тюркского происхождения переходили на русскую службу, крестились или сохраняли веру, но в любом случае получали фамилии по отцу. Так Калиловы могли появиться и среди провинциальных дворян, и среди однодворцев южных рубежей, где оседали выходцы с Востока.

Словообразовательно фамилия прозрачна: корень Калил- плюс фамильный суффикс -ов. Встречаются варианты написания с одной «л» (Калилов) и с двойной (Каллилов), но первый исторически преобладает. Фамилия фиксируется в Поволжье, на Урале и в Западной Сибири — там, где плотно селились татарские и башкирские роды, чьи имена позже вошли в русскую антропонимию.