Фамилия Корнильцев образована от имени Корнил — краткой, народной формы крестильного имени Корнелий. Латинское Cornelius связывают со словом cornu — «рог», что в древности могло символизировать силу, твёрдость или изобилие. Однако в русской бытовой традиции книжное значение имени почти не ощущалось: Корнилом называли просто, по-свойски, а полное церковное имя оставалось уделом официальных записей.

В основе фамилии лежит не само имя Корнил, а его производная форма Корнилец. Суффикс -ец в данном случае выполнял уменьшительную или «сыновью» функцию: Корнилец — это «маленький Корнил», то есть сын Корнила. Со временем именование Корнилец закрепилось за потомком, а затем, по стандартной модели русского фамильного суффикса -ев, превратилось в фамилию Корнильцев. Модель «имя на -ец + -ев» встречается реже, чем обычное «имя + -ов», и указывает, что фамилия могла сложиться в среде, где ценились патронимические прозвища с уменьшительным оттенком — например, в крестьянской или посадской среде Северной и Центральной России.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Корнилов — самая распространённая, прямая «отчество от полного имени». Корнильцев стоит в одном ряду с такими редкими вариантами, как Корнильев, Корнильчиков, и показывает ту же словообразовательную логику, что и, скажем, Денисов — Денисцев: сначала уменьшительное прозвище, потом фамилия. Географически фамилия Корнильцев тяготеет к Вятке и Приуралью, что косвенно подтверждает её «народное» происхождение — вдали от столичных канцелярий, где чаще записывали по полному имени.

Таким образом, фамилия Корнильцев донесла до нас не только имя далёкого предка, но и способ, каким в русской деревне выделяли «младшую ветвь»: сына Корнила звали Корнильцем, а его дети уже стали Корнильцевыми.