Фамилия Кирилова — одна из тех, что образованы напрямую от полной формы крестильного имени, без уменьшительных или прозвищных суффиксов. В основе лежит мужское имя Кирилл, которое пришло на Русь вместе с православием из греческого языка. В переводе с греческого Κύριλλος (Kýrillos) означает «маленький господин» или «господень» — это уменьшительная форма от слова κύριος (kýrios), «господин, владыка». Имя давали в честь святых, и самым почитаемым носителем считается равноапостольный Кирилл, создатель славянской азбуки.

В старину имя бытовало в двух вариантах написания — с одним «л» (Кирил) и с удвоенным (Кирилл). Оба варианта считались допустимыми, поэтому в документах XVI–XVII веков можно встретить и Кирилов, и Кириллов. Фамилия Кирилова — это форма женского рода, то есть изначально так записывали женщин: дочь, жену или вдову Кирила. В современном употреблении фамилия склоняется по падежам и часто воспринимается как вариант мужской фамилии Кирилов, но с окончанием -а, типичным для женских фамилий в русском языке.

По словообразовательной модели фамилия относится к типу на -ов/-ев, самому распространённому в русской ономастике. Суффикс -ов присоединялся к основе имени, оканчивающейся на твёрдый согласный: Кирил → Кирилов. Это указывает на принадлежность к роду: «сын Кирила» или «из семьи Кирила». В отличие от фамилий на -ин (например, Кириллин), которые тоже возможны от этого имени, форма Кирилова встречается чаще, особенно в северных и центральных губерниях России.

Фамилия нередкая, но не столь массовая, как производные от Ивана или Петра. Её носители могли быть крестьянами, мещанами или священниками — имя Кирилл было популярно в духовном сословии. В некоторых регионах фамилию могли записать с одним «л» из-за местного произношения: в говорах, где «л» в конце слова смягчалось, написание «Кирилов» закреплялось в метриках. Встречаются и варианты с ударением на первый слог (Ки́рилова) или на второй (Кири́лова), что зависит от местной традиции.

Особенность фамилии в том, что она не имеет прозвищной основы — это прямое указание на имя предка. Никакого ремесла или географического названия за ней не стоит, только личное имя, которое носил основатель рода. Поэтому для поиска корней достаточно найти в архивных записях человека по имени Кирилл, от которого пошла фамильная линия.