Фамилия Кирилевы — одна из тех, что образована от крестильного имени, и её основа прозрачна. В её корне лежит греческое имя Кирилл, которое переводится как «маленький господин». Однако на фамилию повлияла не полная, а народная, обиходная форма этого имени — Кириля. Такие сокращённые или ласкательные варианты (Кириля, Киря, Кирилка) в повседневной речи вытесняли полное имя, и именно от них чаще всего и образовывались фамилии.

Суффикс -ев указывает на принадлежность: Кирилев буквально означает «сын Кирили» или «потомок Кирили». Это стандартная патронимическая модель для фамилий, образованных от основ на мягкий согласный или -й. По той же схеме возникли, например, Игнатьев или Алексеев. Интересно, что форма Кирилев — не единственная: в России встречается и вариант Кириллов, образованный напрямую от полной церковной формы имени, что делает пару «Кириллов / Кирилев» типологической, как «Иванов / Иваньев» или «Михайлов / Михалёв».

Географически фамилия Кирилев не привязана к одной узкой местности, но заметно чаще встречается в северных и центральных регионах России, особенно в Вологодской, Архангельской и Костромской областях. Это косвенно указывает на то, что фамилия могла закрепиться в среде крестьян и посадских людей ещё в XV–XVII веках, когда шёл активный процесс перехода от отчества к наследственной фамилии. В боярской или дворянской среде чаще фиксировались фамилии на -ов от полного имени (Кирилловы), а вариант на -ев характерен для более демократичных слоёв.

Точное время возникновения фамилии Кирилевы установить сложно: процесс шёл столетиями, и документальные свидетельства разрозненны. Тем не менее, сама фамилия — живой памятник народной речи, сохранивший ту форму имени, которую реально использовали в быту, а не в церковных святцах.