Фамилия Крильева — женская форма, мужская — Крильев. Она образована от прозвища или имени Криль, которое, в свою очередь, скорее всего, связано с диалектным словом «криль» — так в некоторых русских говорах называли крыло. Если это так, то прозвище могло относиться к внешности (широкоплечий, быстрый, «летящий» в движениях человек) или к роду занятий: например, так могли прозвать мастера, делавшего крылья для мельниц, или птицелова.

Однако есть и другой, более редкий вариант. В некоторых регионах «криль» — это искажённая форма слова «кривой» (через «криль» — кривой, одноглазый). Ономастика знает случаи, когда прозвища с корнем «крив-» (Кривец, Кривоног) переходили в фамилии через упрощённые формы. Версия с «крылом» выглядит правдоподобнее, так как она поддерживается однокоренными фамилиями Крылов, Крыльцов, где основа «крыл-» встречается часто, а «криль» — её фонетический вариант, закрепившийся в письменности из-за аканья.

Суффикс -ев указывает на принадлежность: Крильев — сын Криля. Такая модель типична для нецерковных прозвищ и светских имён. Встречаемость фамилии невысокая, она распространена в основном в центральных областях России и в Поволжье, где акающие говоры были нормой. В дореволюционных метрических книгах можно найти написание «Крыльев» и «Крильев» как варианты одной фамилии — это говорит о том, что единого стандарта записи не было, и люди писали на слух.