Фамилия Комлыков — одна из тех, что образована не от имени, а от прозвища, и её корень редко встречается в других фамилиях. Основа — «комлык». В русских говорах это слово означало «комок», «сгусток», «нечто смятое или сбитое в кучу». Прозвище Комлык могли дать человеку плотного, коренастого телосложения, либо тому, кто постоянно ходил сбитым, неопрятным — с комком одежды. Встречается и более конкретное значение: в некоторых диалектах «комлык» — это деревянная колотушка, киянка. Тогда прозвище могло закрепиться за мастером, работавшим с деревом, или за бондарем.

Модель образования типична для восточнославянских фамилий: суффикс -ов присоединился к прозвищу на согласный. Комлык → Комлыков — «сын Комлыка». Это указывает на то, что фамилия сложилась в среде крестьян и посадских людей, где такие прозвища были повседневны.

Географически фамилия тяготеет к южным и центральным областям России. В переписных книгах XVII века встречаются записи о крестьянах и стрельцах с прозвищем Комлык, например, в рязанских землях. Это подтверждает, что фамилия не пришлая, а сформировалась на русской почве, без тюркских или финно-угорских заимствований.

В отличие от фамилий на -их/-ых (Комлых), которые закрепились на севере, Комлыков — типичный вариант юга и центра. Такая фамилия могла возникнуть в любой крестьянской общине, где прозвище давали по внешности или инструменту. Сейчас она редкая, но не исчезнувшая — носители встречаются в Волгоградской, Ростовской областях и в Краснодарском крае.