Фамилия Карнилов образована от мужского крестильного имени Корнелий. В переводе с латинского оно означает «рог». В основу фамилии легла производная форма этого имени — Карнил. Так что предок современных Карниловых был человеком, которого в быту звали не полным церковным именем, а его просторечным вариантом — Карнил.

Это обычная для русских фамилий модель: суффикс -ов указывает на принадлежность. Карнилов буквально значит «сын Карнила» или «потомок того, кого звали Карнил». Полное имя Корнелий в народе переделывали по-разному: отсюда же фамилии Корнилов, Корнеев, Карнеев. Вариант Карнилов — один из самых редких в этой группе. Он мог закрепиться в местностях, где акающее произношение было нормой: на юге и в центральной России «о» в безударном положении переходило в «а». Поэтому написание через «а» — не ошибка, а точная запись того, как звучало имя в живой речи.

Сословного барьера у фамилии не было. Её могли носить и крестьяне, и мещане, и духовенство (в среде священников имя Корнелий встречалось часто). Встречается она и у староверов, которые предпочитали редкие канонические имена.

Если смотреть по географии, то Карниловы рассеяны по всей России без ярко выраженного гнезда. Но чаще фамилия встречается в областях, где исторически было сильное влияние южнорусского говора: в Курской, Воронежской, Ростовской. Встречается она и на Урале, куда переселенцы принесли её в XVII–XVIII веках.