Фамилия Корнилова образована от полной или, чаще, краткой формы крестильного имени Корнил. В основе лежит латинское слово «cornu» — «рог». Полное церковное имя — Корнелий; в русской бытовой традиции его сократили до Корнил, что и стало прямой основой для фамилии. Суффикс -ов указывает на принадлежность: «чей?» — Корнилов, то есть сын или потомок Корнила. Женская форма Корнилова — это вариант, закрепившийся за дочерью или женой носителя мужской фамилии.

Разберём словообразовательную модель. Фамилия относится к самому массовому типу русских фамилий — патрониму на -ов. Основа Корнил- восходит к каноническому имени, которое в святцах писали как Корнилий. В народе имя нередко звучало и как Корней, отсюда параллельные фамилии Корнеев, Корнейчук. Но фамилия Корнилова закрепилась именно от формы Корнил — без йота на конце, что характерно для северных и центральных говоров Древней Руси.

География бытования фамилии традиционно связана с регионами, где было распространено имя Корнил: Вологодская, Архангельская, Костромская губернии. Встречается она и в казачьей среде — на Дону и Кубани, где часто давали имена в честь святого Корнилия сотника. По данным переписей XIX века, фамилия Корнилова не принадлежала исключительно дворянскому сословию: её носили крестьяне, мещане, купцы, а в редких случаях — духовенство. Связь с ремеслом или прозвищем здесь вторична: основа — именно имя, а не род занятий.

Спорных версий происхождения практически нет. Ономастика сходится на том, что это чистый патроним от крестильного имени. Единственное, что может сбить с толку, — созвучие с растением «кизил» или словом «корни», но лингвистически эти версии несостоятельны: суффикс -ил в имени Корнил не имеет отношения к корням растений, а является частью латинской основы. Поэтому наиболее правдоподобное объяснение — происхождение от имени Корнил, которое носил предок.