Фамилия Кирилловых образована от полной формы крестильного имени Кирилл, которое пришло на Русь из греческого языка. В переводе с древнегреческого «Кирилл» означает «маленький господин» или «владыка». Имя получило широкое распространение благодаря святым, в первую очередь Кириллу и Мефодию, создателям славянской азбуки. Однако фамилия Кирилловых могла возникнуть не только напрямую от имени, но и от прозвища Кирилл, которое давали человеку, служившему в церкви или отличавшемуся грамотностью, ведь имя ассоциировалось с просвещением и книжностью.

Суффикс -ов в фамилии указывает на классическую русскую модель образования: «чей?» — «сын Кирилла». Чаще всего такие фамилии закреплялись за крестьянами и мещанами в центральных и северных губерниях России, где имя Кирилл было особенно популярно. В отличие от фамилий на -ин, которые образовывались от основ на -а/-я, форма Кирилловых говорит о мужском роде имени и его полной, не усечённой основе.

Интересная особенность фамилии — её ударение. В разных регионах России оно падает то на второй, то на третий слог: Кири́лловых или Кирилло́вых. Первый вариант ближе к литературной норме, второй может указывать на южнорусское или украинское влияние, где часто смещали ударение в фамилиях. Эта деталь помогает проследить географию предков: если в семье произносят Кирилло́вых, велика вероятность, что корни ведут в Курскую, Воронежскую или Рязанскую губернии.

В документах XVII–XVIII веков фамилия встречается в двух написаниях: Кирилов и Кириллов. Двойное «л» закрепилось после церковной реформы, когда стали строже следить за соответствием имени святцам. Поэтому предки носителей фамилии Кирилловых могли быть как священнослужителями, так и крестьянами, записанными в переписных книгах с ошибкой писца. Сословной принадлежности у фамилии нет — её носили и монахи, и купцы, и военные, что делает её одной из самых распространённых в русском ономастиконе.