Фамилия Лило необычна уже тем, что в ней нет типичных русских фамильных суффиксов — ни -ов, ни -ин, ни -ский. Такая форма указывает на её иноязычное или прозвищное происхождение. Самая вероятная версия связывает фамилию с именем Илья. В переводе с древнееврейского оно означает «господь мой — Бог», а у южных славян, особенно у болгар, укоренилась его краткая форма — Лило. У болгар это имя употребляется в качестве официального и по сей день, так что фамилия могла прийти в русскую культуру вместе с носителями из Болгарии или через смешанные браки.

Есть и другая гипотеза, отталкивающаяся от прозвища. В старину бытовало слово «лылы» (с ударением на последнем слоге), которое означало «дёсны, нижние скулы». Прозвище Лило мог получить человек с массивной нижней челюстью — то есть фамилия указывала бы на характерную внешность предка. Но у того же слова были и переносные значения: «пустяки, вздор, небылица, насмешка, надувательство», а также «праздное времяпрепровождение». Поэтому Лило могли прозвать фантазёра, шутника или того, кто мало работал. Из двух версий — имя Илья выглядит более убедительной основой, поскольку прозвищная гипотеза опирается на редкое и почти забытое слово, а имя Лило — реально существующее и документированное.