Фамилия Корныльев образована от производной формы крестильного имени Корнелий — Корныля. Само имя Корнелий имеет латинские корни: по одной версии, оно восходит к слову «cornu» — «рог», по другой — к «cornum», что означает «ягода кизила». В русской традиции имя обросло народными вариантами, и форма Корныля стала основой для фамилии: суффикс -ев указывает на принадлежность («чей?»), то есть Корныльев — потомок Корныли.

Модель образования типична для восточнославянских фамилий: к основе, оканчивающейся на мягкий согласный, добавляется суффикс -ев, а не -ов. Это отличает Корныльева от, скажем, Корнилова, где основа твёрдая. Встречаются и параллельные написания — Корнылёв, с буквой «ё» под ударением, но исторически в документах чаще фиксировался вариант через «е».

Географически фамилия редкая. Основные очаги — центральные и северные регионы России, где имя Корнелий бытовало в простонародной форме. В старых переписных книгах XVII–XVIII веков можно найти крестьян и посадских людей с такой фамилией, но массового распространения она не получила.

Споров вокруг этимологии немного. Версия с «ягодой кизила» менее популярна у ономастов (например, словарь Б. Унбегауна отдаёт предпочтение «рогу»), но обе гипотезы допустимы, так как латинское имя могло переосмысляться в народе по-разному. Главное, что основа фамилии — не прозвище, а именно каноническое имя в его разговорной форме, что типично для фамилий духовенства и крестьянства.