Фамилия Хирилов — довольно редкая, и её происхождение неочевидно на первый взгляд. Основная версия ведёт к тюркскому или арабскому имени Хирил (варианты — Хирил, Хырыл, Гырыл), которое в свою очередь может восходить к арабскому «харир» — шёлк. В таком случае прозвище Хирил давали человеку, связанному с торговлей шёлком, производством шёлковых тканей или просто щеголю, любившему наряжаться в дорогие одежды. Суффикс -ов указывает на типичную русскую патронимическую модель: Хирилов — сын Хирила.

Словообразовательная модель здесь стандартная, но сама основа примечательна. В отличие от распространённых фамилий на -ин (от имён на -а/-я), форма на -ов говорит о том, что имя-прозвище Хирил склонялось как существительное мужского рода с твёрдой основой. Это косвенно подтверждает, что имя бытовало в народной среде, а не было книжным или церковным.

Вторая, менее вероятная версия связывает фамилию с диалектным словом «хирь» или «хирлый». В некоторых говорах «хирлый» — хилый, слабосильный, болезненный человек. Тогда Хирилов — потомок того, кого прозвали Хирилом за нездоровый вид. Однако эта гипотеза слабее: суффикс -ил нехарактерен для русских прозвищ от прилагательных, а имя тюркского происхождения встречается в документах XVII века (например, в казанских и астраханских писцовых книгах).

Географически фамилия тяготеет к Поволжью и южным регионам России — местам активных контактов с татарским и другими тюркскими народами. Встречается она и у русских, и у представителей тюркских этносов, принявших православие, что делает Хириловых примером фамилии, возникшей на стыке культур. О дворянском происхождении или принадлежности к известному роду данных нет — скорее всего, это фамилия крестьянская или мещанская, зафиксированная в метрических книгах XIX века.