Фамилия Камилов образована от арабского мужского имени Камил — «совершенный во всех отношениях, лучший, полный, зрелый». Это имя, а с ним и фамилия, широко распространены у народов, исповедующих ислам: у татар, башкир, народов Кавказа и Средней Азии. Ономастический суффикс -ов указывает на русскую модель оформления фамилий, которая в XIX—XX веках закрепилась в документах многих мусульманских народов Российской империи. В буквальном смысле Камилов — «сын (или потомок) Камила», то есть человека, которого нарекли этим именем.

Интересно, что исходное имя Камил встречается в двух вариантах написания: через одну «л» и через две. В арабском корне сдвоенная согласная передаёт усиление качества, поэтому форма Камилл означала бы «самый совершенный». Однако в русской и тюркской традиции закрепился более краткий вариант, и фамилия пишется с одной «л». Это не ошибка, а адаптация к местной графике.

Редкость фамилии в том, что она могла возникать независимо в разных регионах: у волжских татар, у дагестанских народов (лезгин, аварцев) и у казахов. При этом носители могли не быть кровными родственниками — имя давали по разным причинам: в честь уважаемого религиозного деятеля, по обету или просто в надежде на «совершенную» судьбу ребёнка. Поэтому искать единственную географическую «родину» фамилии не стоит — она рассредоточена по всему поясу исламской культуры бывшего СССР.

Словообразовательная модель проста: основа Камил- плюс патронимический суффикс -ов. Это типичный для русской среды способ превратить личное имя в наследственное прозвание. В отличие от фамилий на -ин, которые чаще образовывались от основ на -а/-я, суффикс -ов присоединялся к мужским именам, заканчивающимся на твёрдый согласный. Так Камил стал Камиловым, а не Камилиным.