Фамилия Кавылова — женская форма, мужская — Кавылов. В её основе лежит прозвище или нецерковное имя Кавыл, а само слово «кавыл» в русских говорах имело несколько значений. Самое вероятное — «кавыль», то есть ковыль, степная трава. В этом случае прозвище могли дать человеку, жившему в степи, возле ковыльных полей, либо тому, кто был высоким и худым, как былинка. В некоторых диалектах «кавыл» означало «капризный, своенравный человек» или даже «колдун, знахарь» (от глагола «кавылить» — хитрить, мудрить). Точную мотивировку сегодня восстановить трудно, но все варианты указывают на прозвищное происхождение.

Словообразовательная модель проста: суффикс -ов- присоединился к основе Кавыл, образовав типичную русскую патронимическую или вотчинную фамилию. Такие фамилии в XVI–XVII веках получали крестьяне и посадские люди по имени или прозвищу отца. То есть предок носителя фамилии, скорее всего, звался Кавылом — и это имя закрепилось за его потомками.

Интересная деталь: фамилия Кавылов встречается заметно реже, чем однокоренная Ковылов (от «ковыль»). Это говорит о том, что вариант с «а» мог закрепиться в местности с акающим произношением — например, в рязанских, тульских или калужских говорах, где безударное «о» переходило в «а». Так фамилия отразила не только прозвище, но и живую фонетику русских диалектов.

В исторических документах фамилия не частотна, но известна с XIX века — например, в метрических книгах Симбирской и Самарской губерний встречаются крестьяне и мещане Кавыловы. Знатных родов с этой фамилией не зафиксировано, что подтверждает её народное, непривилегированное происхождение.