Фамилия Козилов — типичный пример русского отчества, которое образовалось от прозвища или нецерковного имени Козёл. Основа фамилии — Козил-, где под ударением оказывается второй слог. Суффикс -ов указывает на принадлежность: Козилов буквально значит «сын Козила». Такая модель была одной из самых распространённых в XV–XVII веках, когда крестьян и посадских людей записывали по отцу.

Прозвище Козёл давали не за сходство с животным, а за упрямство, бойкость или, наоборот, за неловкость. В русских говорах «козёл» мог означать ещё и драчуна, задиру. Поэтому предок-основатель фамилии Козиловых, скорее всего, был человеком с крутым нравом или нестандартной внешностью, за которую его так прозвали. Со временем прозвище закрепилось за детьми, а потом и за внуками, превратившись в наследственную фамилию.

Интересно, что фамилия Козилов встречается реже, чем более привычная Козлов. Дело в том, что в основе Козилова лежит не прямая форма «козёл», а её производная — «козил» или «козила». В некоторых диалектах так называли козлёнка или молодого козла. Возможно, прозвище Козила давали подростку или невысокому мужчине. Словообразовательный суффикс -ил- в русских прозвищах нечастый, он придаёт основе уменьшительный или уничижительный оттенок (сравните: козёл — козлик — козила).

Географически фамилия тяготеет к центральным и южнорусским областям. В переписных книгах XVII века встречаются крестьяне с такой фамилией в Рязанском и Тульском уездах. Дворянских родов Козиловых в «Бархатной книге» и «Общем гербовнике» нет — фамилия почти наверняка крестьянская или мещанская. Это не делает её менее древней: просто предки не служили в боярских списках, а пахали землю или торговали.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Козилов стоит в одном ряду с Козловым, Козельским, Козлитиным. Но в отличие от них, у Козилова есть редкая особенность: в некоторых говорах фамилию произносили с ударением на первый слог — Кóзилов. Встречаются и варианты написания через букву «а» — Казилов, но это уже результат аканья или ошибок писцов. Современные носители фамилии обычно ставят ударение на второй слог, что ближе к исходной форме прозвища.