Фамилия Карнилова образована от мужского крестильного имени Корнелий, которое переводится с латыни как «рог». В русском языке это имя обросло множеством народных, разговорных форм: Корнил, Карнил, Корней. Именно форма Карнил и легла в основу фамилии. Суффикс -ов указывает на типичную модель русских фамилий: «чей?» — «Карнилов», то есть сын или потомок Карнила.

Скорее всего, основатель рода Карниловых был человеком из простого сословия. В среде крестьян и посадских людей имя Корнелий и его производные встречалось гораздо чаще, чем среди дворянства, которое предпочитало полные церковные формы. Таким образом, фамилия Карнилова буквально означает «потомок Карнила» и закрепилась за родом через отчество.

Обратите внимание на написание: фамилия пишется через «а» в первом слоге (Карнилова), а не через «о» (Корнилова). Это не ошибка, а прямое отражение того, как в говорах произносили имя: в безударной позиции «о» переходило в «а», и это аканье закрепилось на письме. По той же модели возникли фамилии Карнаухов, Карташов и многие другие. Если бы фамилия писалась через «о», она бы указывала на другую, более книжную форму имени — Корнил.

Встречается и вариант Карнилов (для мужчин), но женская форма Карнилова — не просто склонение, а исторически сложившееся родовое имя, которое передавалось по наследству. Однофамильцев с таким окончанием немало, но географически фамилия чаще фиксируется в центральных и северных областях России, где акающие говоры были особенно сильны.