Фамилия Камильяновы образована от арабского мужского имени Камильян, которое складывается из двух основ: «камиль» — «совершенный во всех отношениях, лучший, полный, зрелый» и «ян» (от арабского «джан») — «душа, человек». Имя Камильян, таким образом, можно перевести как «совершенная душа». Словообразовательная модель проста: к восточному имени добавили русский патронимический суффикс -ов, что стандартно для фамилий, возникших в среде православного или крещёного тюркского населения.

Происхождение фамилии уходит корнями в XV–XVII века, когда выходцы из Золотой Орды, а также потомки печенегов или половцев, переходя на русскую службу, принимали христианство и получали фамилии по именам своих родоначальников. Сведения о восточном происхождении фамилии Камильяновы считаются достаточно точными, поскольку они прямо подтверждаются арабской основой имени. Многие дворянские роды в России имели нерусские корни, и фамилия Камильяновы — один из таких памятников: она несёт в себе следы тюркской и арабской письменности и культуры, адаптированные к русской фамильной системе.

Редкость фамилии привлекает внимание к её структуре. Если бы имя Камильян вошло в русский обиход через татарский язык, суффикс мог бы быть -ин (Камильянин), но вариант -ов указывает на более раннее или прямое заимствование через южнорусские земли, где фамилии на -ов преобладали. Встречается фамилия преимущественно в Поволжье и на Урале — регионах, где исторически смешивались славянские и тюркские народы. Других версий происхождения, кроме арабской, у этой фамилии нет: гипотезы о связи с латинским корнем или славянским прозвищем несостоятельны, так как имя Камильян имеет чёткую восточную этимологию.