Фамилия Кирилев образована от имени, а точнее — от его обиходной, разговорной формы. В основе лежит мужское крестильное имя Кирилл, которое пришло на Русь из греческого языка и означало «маленький господин» (от греческого κύριος — «господин»). Однако фамилия Кирилев происходит не от полной церковной формы имени, а от её просторечного варианта — Кириля. Именно так, через «-иля», имя Кирилл нередко звучало в быту, особенно в северных и центральных русских говорах.

Словообразовательная модель здесь классическая для русских фамилий: к основе Кирил- (от формы Кириля) добавили патронимический суффикс -ев, который указывал на принадлежность: «чей?» — Кирилев, то есть сын Кирили. Если бы фамилия образовалась от полной формы имени, мы бы, скорее всего, получили вариант Кириллов (с суффиксом -ов). Различие в суффиксе — не случайность, а маркер того, какой именно формой имени пользовались в семье предка.

Интересно, что фамилия Кирилев встречается реже, чем однокоренные Кириллов и Кирилловых. Это делает её более редкой и локальной. В старинных писцовых книгах и переписных листах XVII–XVIII веков можно найти упоминания крестьян и посадских людей с именем Кириля, и именно от них пошла эта фамилия. Таким образом, носитель фамилии Кирилев — потомок человека, которого в обиходе звали Кирилей, а не строгим церковным Кириллом.