Фамилия Камолов образована от арабского мужского имени Камал, что значит «совершенство». Основой послужил его таджикский или узбекский вариант — Камол. Родители, давая сыну такое имя, желали ему стать благополучным, счастливым, удачливым человеком. В русской традиции фамилии на -ов часто возникали от полных форм имени, поэтому Камолов — это буквально «потомок Камола» или «принадлежащий Камолу».

Словообразовательная модель здесь простая: к восточному имени Камол добавили русский патронимический суффикс -ов, который в XIX–XX веках закрепился у многих народов Средней Азии и Кавказа при оформлении фамилий по русскому образцу. Встречаются и варианты с другим ударением: Камолов (на второй слог) и Камолов (на третий), что отражает разное произношение исходного имени.

Географически фамилия распространена в Таджикистане, Узбекистане и среди выходцев из этих регионов в России. В русскоязычной среде она стала известна благодаря телеведущему Антону Камолову, хотя его случай — исключение: обычно носители фамилии имеют среднеазиатские корни.

Сравните с однокоренными фамилиями: Камалов (от того же корня, но с сохранением арабской огласовки «а»), Камолдинов (с добавлением компонента «дин» — «вера»), Камолзода (таджикская модель с суффиксом «-зода» — «сын»). Камолов стоит в этом ряду как наиболее русифицированный вариант, что говорит о смешанной культурной среде, где фамилия оформлялась уже по русским паспортным правилам.